「 Java基础-Lambda 」试试Lambda表达式？通俗易懂得嘞!

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前言

Lambda表达式是JDK8的一个新特性，可以取代大部分的匿名内部类，写出更优雅的Java代码，尤其在集合的遍历和其他集合操作中，可以极大地优化代码结构。

JDK也提供了大量的内置函数式接口供我们使用，使得Lambda表达式的运用更加方便、高效。

一、什么是Lambda表达式

Lambda表达式,也称为闭包：java8的新特性，lambda运行将函数作为一个方法的参数，也就是将函数作为参数传递到方法中。使用lambda表达式可以让代码更加简洁。

Lambda表达式常用于简化接口实现，关于接口实现，可以有很多种方式。例如：

1. 创建接口的实现类;
2. 使用匿名内部类;

但是lambda表达式，比这两种方式都简单。代码示例如下：

interface TestInterface{
    public void testFun();
}

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) { 
        //使用lambda表达式实现接口
        TestClass test = () -> {
            System.out.println("test");
        };
        test.testFun();
    }
}

二、使用前提

上文中提到，lambda表达式可以在⼀定程度上简化接口的实现。但是，并不是所有的接口都可以使用lambda表达式来简化接口的实现的。

先说结论，lambda表达式，只能实现函数式接口。lambda表达式毕竟只是⼀个匿名方法。

三、函数式接口

3.1 概念

函数式接口在 Java 中是指： 有且仅有一个抽象方法的接口 。

函数式接口，即适用于函数式编程场景的接口。而 Java 中的函数式编程体现就是Lambda，所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口。只有确保接口中有且仅有一个抽象方法，Java中的 Lambda才能顺利地进行推导。

备注：

语法糖 是指使用更加方便，但是原理不变的代码语法。

例如：

在遍历集合时使用的for-each语法，其实底层的实现原理仍然是迭代器，这便是语法糖。从应用层面来讲， Java 中的 Lambda 可以被当做是匿名内部类的语法糖，但是二者在原理上是不同的。

3.2 格式

只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可，伪代码如下：

修饰符 interface 接口名称 {
    public abstract 返回值类型 方法名称（可选参数信息）;
    // 其它非抽象方法内容
}

由于接口当中抽象方法的public abstract是可以省略的，所以定义一个函数式接口很简单：

public interface TestFunctionalInterface {
    void testMethod();
}

3.3 @FunctionalInterface

与 @Override 注解的作用类似， Java 8 中专门为函数式接口引入了一个新的注解：@FunctionalInterface。该注解可用于一个接口的定义上：

@FunctionalInterface
public interface TestFunctionalInterface {
    void testMethod();
}

一旦使用该注解来定义接口，编译器将会强制检查该接口是否确实有且仅有一个抽象方法，否则将会报错。需要注意的是，即使不使用该注解，只要满足函数式接口的定义，这仍然是一个函数式接口，使用起来都一样。

3.4 自定义函数式接口

对于刚刚定义好的 MyFunctionalInterface 函数式接口，典型使用场景就是作为方法的参数：

public class TestFunctionalClass {
    // 使用自定义的函数式接口作为方法参数
    private static void doSomeThing(TestFunctionalInterface testInterFace){
        testInterFace.testMethod();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 调用函数式接口的方法
        doSomeThing(() -> System.out.println("Hello world!"));
    }
    
}

四、语法格式

4.1 基础语法

lambda表达式，其实本质来讲，就是⼀个匿名函数。因此在写lambda表达式的时候，不需要关心方法名是什么。

实际上，我们在写lambda表达式的时候，也不需要关心返回值类型，只需要关注两部分内容即可：参数列表和方法体

(参数1,参数2,…) -> {

​ 方法体

};

各部分详述：

参数部分：方法的参数列表，要求和实现的接口中的方法参数部分⼀致，包括参数的数量和类型。

方法体部分 ： 方法的实现部分，如果接口中定义的方法有返回值，则在实现的时候，注意返回值的返回。

-> : 分隔参数部分和方法体部分。

总结来说：语法形式为 () -> {}，其中 () 用来描述参数列表，{} 用来描述方法体，-> 为 lambda运算符 ，读作(goes to)。

4.2 重要特征

• **可选类型声明：**不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。
• **可选的参数圆括号：**一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定义圆括号。
• **可选的大括号：**如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。
• **可选的返回关键字：**如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定表达式返回了一个数值。

代码示例：

public class Demo01 {
    /**多参数无返回*/
    @FunctionalInterface
    public interface NoReturnMultiParam {
        void method(int a, int b);
    }

    /**无参无返回值*/
    @FunctionalInterface
    public interface NoReturnNoParam {
        void method();
    }

    /**一个参数无返回*/
    @FunctionalInterface
    public interface NoReturnOneParam {
        void method(int a);
    }

    /**多个参数有返回值*/
    @FunctionalInterface
    public interface ReturnMultiParam {
        int method(int a, int b);
    }

    /*** 无参有返回*/
    @FunctionalInterface
    public interface ReturnNoParam {
        int method();
    }

    /**一个参数有返回值*/
    @FunctionalInterface
    public interface ReturnOneParam {
        int method(int a);
    }
    
    public static void main(String[] args) {

        //无参无返回
        NoReturnNoParam noReturnNoParam = () -> {
            System.out.println("NoReturnNoParam");
        };
        noReturnNoParam.method();

        //一个参数无返回
        NoReturnOneParam noReturnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("NoReturnOneParam param:" + a);
        };
        noReturnOneParam.method(6);

        //多个参数无返回
        NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("NoReturnMultiParam param:" + "{" + a +"," + + b +"}");
        };
        noReturnMultiParam.method(6, 8);

        //无参有返回值
        ReturnNoParam returnNoParam = () -> {
            System.out.print("ReturnNoParam");
            return 1;
        };

        int res = returnNoParam.method();
        System.out.println("return:" + res);

        //一个参数有返回值
        ReturnOneParam returnOneParam = (int a) -> {
            System.out.println("ReturnOneParam param:" + a);
            return 1;
        };

        int res2 = returnOneParam.method(6);
        System.out.println("return:" + res2);

        //多个参数有返回值
        ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a, int b) -> {
            System.out.println("ReturnMultiParam param:" + "{" + a + "," + b +"}");
            return 1;
        };

        int res3 = returnMultiParam.method(6, 8);
        System.out.println("return:" + res3);
    }
    
}

控制台输出：

NoReturnNoParam
NoReturnOneParam param:6
NoReturnMultiParam param:{6,8}
ReturnNoParamreturn:1
ReturnOneParam param:6
return:1
ReturnMultiParam param:{6,8}
return:1

五、语法简化

5.1 参数部分的精简

5.1.1 参数的类型

由于在接口的方法中，已经定义了每⼀个参数的类型是什么。而且在使用lambda表达式实现接口的时候，必须要保证参数的数量和类 型需要和接口中的方法保持⼀致。因此，此时lambda表达式中的参数的类型可以省略不写。

注意事项：

如果需要省略参数的类型，要保证：要省略， 每⼀个参数的类型都必须省略不写。绝对不能出现，有的参数类型省略了，有的参数类型没有省略。

// 有参+返回值
Test test = (name,age)  -> {
    System.out.println(name+age+"了！");
    return age + 1;
};

int age = test.test("小刘学编程",18);
System.out.println(age);

5.1.2 参数的小括号

如果方法的参数列表中的参数数量 有且只有⼀个，此时，参数列表的小括号是可以省略不写的。

注意事项：

• 只有当参数的数量是⼀个的时候， 多了、少了都不能省略。
• 省略掉小括号的同时， 必须要省略参数的类型

//一个参数
Test test = name -> {
    System.out.println(name+"test");
};
test.test("小刘学编程");

5.2 方法体部分的精简

当⼀个方法体中的逻辑，有且只有⼀句的情况下，⼤括号可以省略

Test test = name -> System.out.println(name+"test");
test.test("小新");

5.3 return部分的精简

如果⼀个方法中唯⼀的⼀条语句是⼀个返回语句， 此时在省略掉大括号的同时， 也必须省略掉return。

Test test = (a,b) -> a+b;

六、常用示例

lambda表达式是为了简化接口的实现的，在lambda表达式中，不应该出现比较复杂的逻辑。如果在lambda表达式中需要处理的逻辑比较复杂，会对程序的可读性造成非常大的影响，⼀般情况会单独的写⼀个方法。在lambda表达式中直接引用这个方法即可。

函数引用：引用⼀个已经存在的方法，使其替代lambda表达式完成接口的实现

6.1 静态方法的引用

语法：类::静态方法

注意事项：

• 在引用的方法后面，不要添加小括号。
• 引用的这个方法，参数（数量、类型）和返回值，必须要跟接口中定义的⼀致

class Subtraction{
    public static int subtract(int a,int b ){
        // 稍微复杂的逻辑：计算a和b的差值的绝对值
        if (a > b) {
            return a - b;
        }
        return b - a;
    }
}

interface TestInterface{
    int test(int a,int b);
}

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) {
        //实现多个参数，一个返回值的接口
        //对一个静态方法的引用，语法：类::静态方法
        TestInterface test = Subtraction::subtract;
        System.out.println(test.test(1,2));
    }
}

6.2 非静态方法的引用

语法：方法归属者::方法名 静态方法的归属者为类名，普通方法归属者为对象

注意事项:

• 在引用的方法后⾯，不要添加小括号。
• 引用的这个方法， 参数（数量、类型） 和 返回值， 必须要跟接口中定义的⼀致。

public class Test06 {
    public static void main(String[] args) {
        //对非静态方法的引用，需要使用对象来完成
        Test2 test2 = new Calculator()::calculate;
        System.out.println(test2.calculate(2, 3));
    }
    private static class Calculator{
        public int calculate(int a, int b) {
            return a > b ? a - b : b - a;
         }
    }
}
interface Test2{
    int calculate(int a,int b);
}

6.3 构造方法的引用

使用场景

如果某⼀个函数式接口中定义的方法，仅仅是为了得到⼀个类的对象。此时我们就可以使用构造方法的引用，简化这个方法的实现。

语法：类名::new

注意事项：可以通过接口中的方法的参数， 区分引用不同的构造方法。

interface ItemCreatorBlankConstruct {
    Item getItem();
}
interface ItemCreatorParamContruct {
    Item getItem(int id, String name, double price);
}

public class Exe2 {
    public static void main(String[] args) {
        ItemCreatorBlankConstruct creator = () -> new Item();
        Item item = creator.getItem();

        ItemCreatorBlankConstruct creator2 = Item::new;
        Item item2 = creator2.getItem();

        ItemCreatorParamContruct creator3 = Item::new;
        Item item3 = creator3.getItem(112, "小刘学编程", 135.99);
    }
}

6.4 Lambda 表达式创建线程

创建线程一般都是通过创建Thread对象，然后通过匿名内部类重写run()方法，一提到匿名内部类就应该想到可以使用 lambda 表达式来简化线程的创建过程。

Thread t = new Thread(() -> {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        System.out.println("新建线程->" + ":" + i);
    }
});
t.start();

6.5 遍历集合

可以调用集合的 public void forEach(Consumer<? super E> action) 方法，通过 lambda 表达式的方式遍历集合中的元素。以下是Consumer接口的方法以及遍历集合的操作。Consumer接口是jdk提供的一个函数式接口。

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
    //....
}

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
Collections.addAll(list, 1,2,3,4,5);
//lambda表达式 方法引用
list.forEach(System.out::println);

list.forEach(item -> {
    if (element % 2 == 0) {
        System.out.println(item);
    }
});

6.6 删除集合中的某个元素

通过public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)方法来删除集合中的某个元素，Predicate也是jdk为提供的一个函数式接口，可以简化程序的编写。

ArrayList<Item> items = new ArrayList<>();
items.add(new Item(11, "小牙刷", 12.05 ));
items.add(new Item(5, "日本马桶盖", 999.05 ));
items.add(new Item(7, "格力空调", 888.88 ));
items.add(new Item(17, "肥皂", 2.00 ));
items.add(new Item(9, "冰箱", 4200.00 ));

items.removeIf(ele -> ele.getId() == 7);

//通过 foreach 遍历，查看是否已经删除
items.forEach(System.out::println);

6.7 集合内元素的排序

若要为集合内的元素排序，就必须调用sort方法，传入比较器匿名内部类重写compare 方法，现在可以使用lambda 表达式来简化代码。

ArrayList<Item> list = new ArrayList<>();
list.add(new Item(13, "背心", 7.80));
list.add(new Item(11, "半袖", 37.80));
list.add(new Item(14, "风衣", 139.80));
list.add(new Item(12, "秋裤", 55.33));

list.sort((o1, o2) -> o1.getId() - o2.getId());
System.out.println(list);

七、注意

这⾥类似于局部内部类、匿名内部类，依然存在闭包的问题。如果在lambda表达式中，使用到了局部变量，那么这个局部变量会被隐式的声明为 final。是⼀个常量，不能修改值。

如下代码示例：如果我们把注释放开会报错，提示num值是final不能被改变。这里虽然没有标识num类型为final，但是在编译期间虚拟机会加上fina修饰关键字。

public static void main(String[] args) {

    int num = 10;

    Test<String> test = () -> {
        System.out.println(num);
    };

    //num = num + 2;
    test.doSomeThing("hello world !");
}

总结

本文从Lambda表达式的基础概念、函数式接口、以及Lambda表达式的常用示例几方面完整的讨论了这一Java8新增的特性，实际开发中确实为我们提供了许多便利，简化了代码。欢迎小伙伴继续提出不同的见解一起讨论！

参考 & 鸣谢

1、Java中Lambda表达式使用及详解

2、Lambda表达式详解

感谢前人的经验、分享和付出，让我们可以有机会站在巨人的肩膀上眺望星辰大海！

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