Java Lambda表达式入门

转载请标明出处：http://blog.csdn.net/xx326664162/article/details/53930569 文章出自：薛瑄博客

我对Java 8发布非常激动，尤其是lambda表达式和流API。越来越多的了解它们，我能写出更干净的代码。第一次看到用lambda表达式写出来的Java代码时，我对这种表达方式是拒绝的，认为它们把Java搞得不可读，但我错了。学习了一下lambda表达式，真的感觉这种表达方式挺简单的。还有我想说的是，lambda表达式入门真的非常非常简单，所以不要觉得任何负担

在android中使用Lambda，可能需要借助一个插件，参考这篇博客

Lambda表达式的语法

Lambda相当于就是一个匿名方法，其在代替匿名内部类创建对象的时候，Lambda表达式代码块会代替实现抽象方法的方法体

Lambda表达式的目标类型必须是“函数式接口(FunctionalInterface)”。函数式接口只能包含一个抽象方法接口。函数式接口可以包含多个默认方法、类方法、但只能一个抽象方法

函数式接口

有且只有一个没有default关键字修饰的接口

语法组成元素

形参列表。形参可以省略数据类型。若只有一个参数，可以将圆括号省略

箭头(->)

代码块。如果只有一条语句，Lambda表达式可以省略花括号。代码块只能有一条return语句，并且可以省略return关键字

基本语法:

(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }

下面是Java lambda表达式的简单例子:

// 1. 不需要参数,返回值为 5
() -> 5

// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
x -> 2 * x

// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值
(x, y) -> x – y

// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和
(int x, int y) -> x + y

// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)

看完上面这5个简单的例子，你就可以用起来了，但是你会想知道大家都在什么地方用，以及用这些所带来的便利，下面是我转载的10个示例（有改动），让你更深层次学习一下

例1、使用lambda表达式替换匿名类

我开始使用Java 8时，首先做的就是使用lambda表达式替换匿名类

看一下Java 8之前的runnable实现方法，需要4行代码，而使用lambda表达式只需要一行代码。我们在这里做了什么呢？那就是用() -> {}代码块替代了整个匿名类。

Runnable接口示例。

// Java 8之前：
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Before Java8, too much code for too little to do");
}
}).start();

//Java 8 使用lambdas方式：
new Thread( () -> System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!") ).start();

输出：

too much code, for too little to do
Lambda expression rocks !!

事件监听的内部类

// Java 8之前：
JButton show =  new JButton("Show");
show.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.println("Event handling without lambda expression is boring");
}
});

// Java 8 使用lambdas方式：
show.addActionListener((e) -> {
System.out.println("Light, Camera, Action !! Lambda expressions Rocks");
});

定制 Comparator

Java开发者经常使用匿名类的另一个地方是为 Collections.sort() 定制 Comparator。

String[] players = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
"Stanislas Wawrinka", "David Ferrer",
"Roger Federer", "Andy Murray",
"Tomas Berdych", "Juan Martin Del Potro",
"Richard Gasquet", "John Isner"};

// Java 8之前：
// 使用匿名内部类根据 name 排序 players
Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String s1, String s2) {
return (s1.compareTo(s2));
}
});

// Java 8 使用lambdas方式：
//  使用 lambda expression 排序 players
Comparator<String> sortByName = (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2));
Arrays.sort(players, sortByName);

// 也可以采用如下形式:
Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2)));

例2、使用lambda表达式对列表进行迭代

如果你使过几年Java，你就知道针对集合类，最常见的操作就是进行迭代，并将业务逻辑应用于各个元素，例如处理订单、交易和事件的列表。由于Java是命令式语言，Java 8之前的所有循环代码都是顺序的，即可以对其元素进行并行化处理。如果你想做并行过滤，就需要自己写代码，这并不是那么容易。通过引入lambda表达式和默认方法，将做什么和怎么做的问题分开了，这意味着Java集合现在知道怎样做迭代，并可以在API层面对集合元素进行并行处理。下面的例子里，我将介绍如何在使用lambda或不使用lambda表达式的情况下迭代列表。你可以看到列表现在有了一个 forEach() 方法，它可以迭代所有对象，并将你的lambda代码应用在其中。

// Java 8之前：
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
for (String feature : features) {
System.out.println(feature);
}

//  Java 8 使用lambdas方式：
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
features.forEach(n -> System.out.println(n));

// 使用Java 8的方法引用更方便，方法引用由::双冒号操作符标示，
// 看起来像C++的作用域解析运算符
features.forEach(System.out::println);

输出：

Lambdas
Default Method
Stream API
Date and Time API

列表循环的最后一个例子展示了如何在Java 8中使用方法引用（method reference）。

例3、使用lambda表达式和函数式接口Predicate

除了在语言层面支持函数式编程风格，Java 8也添加了一个包，叫做 java.util.function。它包含了很多类，用来支持Java的函数式编程。其中一个是Predicate，使用 java.util.function.Predicate 函数式接口以及lambda表达式，可以向API方法添加逻辑，用更少的代码支持更多的动态行为。下面是Java 8 Predicate 的例子，展示了过滤集合数据的多种常用方法。Predicate接口非常适用于做过滤。

public static void main(args[]){
List languages = Arrays.asList("Java", "Scala", "C++", "Haskell", "Lisp");

System.out.println("Languages which starts with J :");
filter(languages, (str)->str.startsWith("J"));

System.out.println("Languages which ends with a ");
filter(languages, (str)->str.endsWith("a"));

System.out.println("Print all languages :");
filter(languages, (str)->true);

System.out.println("Print no language : ");
filter(languages, (str)->false);

System.out.println("Print language whose length greater than 4:");
filter(languages, (str)->str.length() > 4);
}

public static void filter(List names, Predicate condition) {
for(String name: names)  {
if(condition.test(name)) {
System.out.println(name + " ");
}
}
}

输出：

Languages which starts with J :
Java
Languages which ends with a
Java
Scala
Print all languages :
Java
Scala
C++
Haskell
Lisp
Print no language :
Print language whose length greater than 4:
Scala
Haskell

//filter()使用Java 8 使用lambdas方式
public static void filter(List names, Predicate condition) {
//下面filter()是java 8自带的
names.stream().filter((name) -> (condition.test(name))).forEach((name) -> {
System.out.println(name + " ");
});
}

可以看到，Stream API的过滤方法也接受一个Predicate，这意味着可以将我们定制的 filter() 方法替换成写在里面的内联代码，这就是lambda表达式的魔力。

另外，Predicate接口也允许进行多重条件的测试，下个例子将要讲到。

例4、在lambda表达式中使用多个Predicate

上个例子说到，java.util.function.Predicate 允许将两个或更多的 Predicate 合成一个。它提供类似于逻辑操作符AND和OR的方法，名字叫做and()、or()和xor()，用于将传入 filter() 方法的条件合并起来。例如，要得到所有以J开始，长度为四个字母的语言，可以定义两个独立的 Predicate 示例分别表示每一个条件，然后用 Predicate.and() 方法将它们合并起来，如下所示：

// 甚至可以用and()、or()和xor()逻辑函数来合并Predicate，
// 例如要找到所有以J开始，长度为四个字母的名字，你可以合并两个Predicate并传入
Predicate<String> startsWithJ = (n) -> n.startsWith("J");
Predicate<String> fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4;
names.stream()
.filter(startsWithJ.and(fourLetterLong))
.forEach((n) -> System.out.print("nName, which starts with 'J' and four letter long is : " + n));

类似地，也可以使用 or() 和 xor() 方法。本例着重介绍了如下要点：可按需要将 Predicate 作为单独条件然后将其合并起来使用。简而言之，你可以以传统Java命令方式使用 Predicate 接口，也可以充分利用lambda表达式达到事半功倍的效果。

例5、Java 8中使用lambda表达式的Map示例

本例介绍最广为人知的函数式编程概念map。它允许你将对象进行转换。

例如在本例中，我们将 costBeforeTax 列表的每个元素转换成为税后的值。

我们将 lambda表达式传到 map() 方法，map()将集合类（例如列表）每个元素进行转换的

然后用 forEach() 将列表元素打印出来。

使用流API的收集器类，可以得到所有含税的开销。有 toList() 这样的方法将 map 或任何其他操作的结果合并起来。由于收集器在流上做终端操作，因此之后便不能重用流了。

你甚至可以用流API的 reduce() 方法将所有数字合成一个，下一个例子将会讲到。

// 不使用lambda表达式为每个订单加上12%的税
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
for (Integer cost : costBeforeTax) {
double price = cost + .12*cost;
System.out.println(price);
}

// 使用lambda表达式
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).forEach(System.out::println);

输出：

112.0
224.0
336.0
448.0
560.0
112.0
224.0
336.0
448.0
560.0

例6、Java 8中使用lambda表达式的Reduce示例

在上个例子中，可以看到map将集合类（例如列表）元素进行转换的。还有一个 reduce() 函数可以将所有值合并成一个。Map和Reduce操作是函数式编程的核心操作，reduce 又被称为折叠操作。

另外，reduce 并不是一个新的操作，你有可能已经在使用它。SQL中类似 sum()、avg() 或者 count() 的聚集函数，实际上就是 reduce 操作，因为它们接收多个值并返回一个值。流API定义的 reduceh() 函数可以接受lambda表达式，并对所有值进行合并。IntStream这样的类有 average()、count()、sum() 的内建方法来做 reduce 操作，也有mapToLong()、mapToDouble() 方法来做转换。这并不会限制你，你可以用内建方法，也可以自己定义。

在这个Java 8的Map Reduce示例里，我们首先对所有价格应用 12% 的VAT，然后用 reduce() 方法计算总和。

// 为每个订单加上12%的税
// 老方法：
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double total = 0;
for (Integer cost : costBeforeTax) {
double price = cost + .12*cost;
total = total + price;
}
System.out.println("Total : " + total);

// 新方法：
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double bill = costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).reduce((sum, cost) -> sum + cost).get();
System.out.println("Total : " + bill);

输出：

Total : 1680.0
Total : 1680.0

例7、通过过滤创建一个String列表

过滤是Java开发者在大规模集合上的一个常用操作，而现在使用lambda表达式和流API过滤大规模数据集合是惊人的简单。流提供了一个 filter() 方法，接受一个 Predicate 对象，即可以传入一个lambda表达式作为过滤逻辑。

下面的例子是用lambda表达式过滤Java集合，将帮助理解。

// 创建一个字符串列表，每个字符串长度大于2
List<String> filtered = strList.stream().filter(x -> x.length()> 2).collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s, filtered list : %s %n", strList, filtered);

输出：

Original List : [abc, , bcd, , defg, jk], filtered list : [abc, bcd, defg]

另外，关于 filter() 方法有个常见误解。在现实生活中，做过滤的时候，通常会丢弃部分，但使用filter()方法则是获得一个新的列表，且其每个元素符合过滤原则。

例8、集合去重

本例展示了如何利用流的 distinct() 方法来对集合进行去重。

// 用所有不同的数字创建一个正方形列表
List<Integer> numbers = Arrays.asList(9, 10, 3, 4, 7, 3, 4);
List<Integer> distinct = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s,  Square Without duplicates : %s %n", numbers, distinct);

输出：

Original List : [9, 10, 3, 4, 7, 3, 4],  Square Without duplicates : [81, 100, 9, 16, 49]

例9、计算集合元素的最大值、最小值、总和以及平均值

IntStream、LongStream 和 DoubleStream 等流的类中，有个非常有用的方法叫做 summaryStatistics() 。可以返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics 或者 DoubleSummaryStatistic s，描述流中元素的各种摘要数据。在本例中，我们用这个方法来计算列表的最大值和最小值。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法来获得列表的所有元素的总和及平均值。

//获取数字的个数、最小值、最大值、总和以及平均值
List<Integer> primes = Arrays.asList(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29);
IntSummaryStatistics stats = primes.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println("Highest prime number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest prime number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all prime numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all prime numbers : " + stats.getAverage());

输出：

Highest prime number in List : 29
Lowest prime number in List : 2
Sum of all prime numbers : 129
Average of all prime numbers : 12.9

Lambda表达式 vs 匿名类

既然lambda表达式即将正式取代Java代码中的匿名内部类，那么有必要对二者做一个比较分析。一个关键的不同点就是关键字 this。匿名类的 this 关键字指向匿名类，而lambda表达式的 this 关键字指向包围lambda表达式的类。另一个不同点是二者的编译方式。Java编译器将lambda表达式编译成类的私有方法。使用了Java 7的 invokedynamic 字节码指令来动态绑定这个方法。

Java 8 Lambda表达式要点

1）lambda表达式仅能放入如下代码：

预定义使用了 @Functional 注释的函数式接口

自带一个抽象函数的方法，

SAM（Single Abstract Method 单个抽象方法）类型。

这些称为lambda表达式的目标类型，可以用作返回类型，或lambda目标代码的参数。例如，若一个方法接收Runnable、Comparable或者 Callable 接口，都有单个抽象方法，可以传入lambda表达式。类似的，如果一个方法接受声明于 java.util.function 包内的接口，例如 Predicate、Function、Consumer 或 Supplier，那么可以向其传lambda表达式。

2）lambda表达式内可以使用方法引用，仅当该方法不修改lambda表达式提供的参数。本例中的lambda表达式可以换为方法引用，因为这仅是一个参数相同的简单方法调用。

list.forEach(n -> System.out.println(n));
list.forEach(System.out::println);  // 使用方法引用

然而，若对参数有任何修改，则不能使用方法引用，而需键入完整地lambda表达式，如下所示：

list.forEach((String s) -> System.out.println("*" + s + "*"));

事实上，可以省略这里的lambda参数的类型声明，编译器可以从列表的类属性推测出来。

3）lambda内部可以使用静态、非静态和局部变量，这称为lambda内的变量捕获。

4）Lambda表达式在Java中又称为闭包或匿名函数，所以如果有同事把它叫闭包的时候，不用惊讶。

5）Lambda方法在编译器内部被翻译成私有方法，并派发 invokedynamic 字节码指令来进行调用。可以使用JDK中的 javap 工具来反编译class文件。使用 javap -p 或 javap -c -v 命令来看一看lambda表达式生成的字节码。大致应该长这样：

private static java.lang.Object lambda$0(java.lang.String);

6）lambda表达式有个限制，那就是只能引用 final 或 final 局部变量，这就是说不能在lambda内部修改定义在域外的变量。

List<Integer> primes = Arrays.asList(new Integer[]{2, 3,5,7});
int factor = 2;
primes.forEach(element -> { factor++; });

Compile time error : "local variables referenced from a lambda expression must be final or effectively final"

另外，只是访问它而不作修改是可以的，如下所示：

List<Integer> primes = Arrays.asList(new Integer[]{2, 3,5,7});
int factor = 2;
primes.forEach(element -> { System.out.println(factor*element); });

输出：

4
6
10
14

因此，它看起来更像不可变闭包，类似于Python。

参考：

Java8 lambda表达式

Java Lambda表达式入门

你还不懂Lambda吗！