Java8 新特性(一)- Lambda 表达式

2014年3月18日发布了JavaSE 8

不追求技术的新，追求技术的稳定

本质：Lambda 表达式是一个匿名函数
作用：简化代码，增强代码的表达力

Lambda 语法格式

// 格式1：无参无返回值
() -> System.out.println("Hello World!");

// 格式2：有参无返回值
(x) -> System.out.println(x);

// 格式3：有参有返回值
(x) -> x * x;

// 格式4：多参有返回值
(x, y) -> x + y;

// 格式5：函数体包含多条语句
(x, y) -> {
    System.out.println("加法运算");
    return x + y;
}

Lambda 表达式中的参数的数据类型可以省略，JVM 编译器能够根据上下文推算出，即“类型推断”

两个例子

/** 1. Comparator **/
TreeSet<Integer> ts1 = new TreeSet<>(new Comparator<Integer>(){
    @Override
    public int compare(Integer i1, Integer i2) {
        return Integer.compare(i1, i2);
    }
});
// lambda 表达式
TreeSet<Integer> ts2 = new TreeSet<>((i1, i2) -> {
    return Integer.compare(i1, i2);
});
// 等同于（使用方法引用还可以再次简化）
TreeSet<Integer> ts3 = new TreeSet<>((i1, i2) -> Integer.compare(i1, i2));


/** 2. Runnable */
Thread t1 = new Thread(new Runnable(){
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
    }
});
// lambda 表达式
Thread t2 = new Thread(() -> {
    System.out.println("当前线程：" + Thread.currentThread().getName());
});

函数式接口

！！Lambda 表达式需要函数式接口的支持

函数式接口：接口只有一个抽象方法

可以使用注解 @FunctionalInterface 修饰接口，检查是否是函数式接口

// 定义函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Calculator<T> {
    public T calculate(T x, T y);
}

// 使用函数式接口
Calculator<Integer> calculatorAdd = (x, y) -> x + y;
Integer result = calculatorAdd.calculate(3, 5);

Java 内置了四大核心函数式接口：

消费型接口 Consumer<T>：消费一个参数对象

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

供给型接口 Supplier<T>：返回一个对象

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}

函数型接口 Function<T, R>：传递一个参数，返回一个值

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
    ...
}

断定型接口 Predicate<T>：判断参数是否满足约束

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
    ...
}

对于Java内置函数式接口建议结合 stream 方法理解，在这里了解即可

除了这4大核心函数式接口外，还有由它们延伸出的一些变种，比如二元消费型接口 BiConsumer<T, U>

public interface BiConsumer<T, U> {
    void accept(T t, U u);
    ...
}

方法引用

将 lambda 体代码封装为方法，然后方法引用，再次简化代码。

方法引用格式：类名::方法名 或 对象::方法名

温馨提示：

实际上，在开发工具 IDEA 中，会自动提示使用方法引用简化代码，你只需按 ALT+Eenter 快捷键，根据提示选择操作即可

如果你想要深入了解方法引用的使用原则，可以继续往下看。（即使不看也没大问题，有开发工具帮你优化）

使用方法引用改写 Comparator 例子中的 lambda 表达式

// 
TreeSet<Integer> ts3 = new TreeSet<>((i1, i2) -> Integer.compare(i1, i2));
// 使用方法引用
TreeSet<Integer> ts4 = new TreeSet<>(Integer::compare);

（第一种情况）实现函数式接口方法的参数列表，必须和方法引用方法的参数列表保持一致

即 Comparator.compare(o1, o2) 的 o1, o2 与 Integer.compare(i1, i2) 中的 i1, i2 对应，所以才能够使用方法应用。

当函数式接口方法只有一个参数时（小例子）：

   
   @Test
   public void test3() {
       List<String> stringList = Arrays.asList("北京", "天津", "上海");
       // `Consumer.accept(t)` 的参数 t 与 `System.out.println(o)` 的 o 对应
       show(System.out::println, stringList);
   }
   // 自定义一个函数
   void show(Consumer<String> consumer, List<String> list) {
       for (String s : list) {
           consumer.accept(s);
       }
   }

还有第二种情况

TreeSet<Integer> ts3 = new TreeSet<>((i1, i2) -> i1.compareTo(i2));
// 使用方法引用
TreeSet<Integer> ts4 = new TreeSet<>(Integer::compareTo);

Comparator.compare(o1, o2) 的 o1, o2 与 i1.compareTo(i2) 中 i1, i2 对应，这样也能使用方法引用。

（第二种情况）假设函数式接口方法参数有 (x1, x2)，而方法实现是 x1.fun(x2) 这种形式，照样使用方法引用

如果理解了它们的规律，推而广之，可以试试抽象方法含有三个参数的情况。

准备工作：找一个三参数的函数式接口

    @Test
    public void test4() {
        String s = "Hello World";
        Integer start = 0;
        Integer length = 5;
        String r1 = consume((o1, o2, o3) -> {
            return o1.substring(o2, o3);
        }, s, start, length);
        System.out.println(r1);

        String r2 = consume(String::substring, s, start, length);
        System.out.println(r2);
    }
    String consume(TripleFunction<String, Integer, Integer, String> tripleFunction, 
                                 String s, 
                                 Integer start, 
                                 Integer length) {
        return tripleFunction.apply(s, start, length);
    }
    // 自定义三参数函数式接口
    @FunctionalInterface
    interface TripleFunction<T, U, E, R> {
        R apply(T t, U u, E e);
    }

这里 函数式接口 TripleFunction 的抽象方法 apply(T t, U u, E e)中的参数 t, u, e 与 s.substring(start, length) 中的 s，start, length 对应

小结：

设函数式接口抽象方法 abstractFun(n1, n2, n3, ..., nn) ，
有方法fun(n1, n2, n3, ..., nn) 或 n1.fun(n2, n3, ..., nn) 实现了 lambda 体的代码功能
就可使用方法引用 ClassName::fun

构造器引用

用法：

Function<Integer, MyClass> fun1 = (i) -> new MyClass(i);
// 使用构造器引用
Function<Integer, MyClass> fun2 = MyClass::new;

Function<Integer, Integer[]> fun3 = (n) -> new Integer[n];
// 使用构造器引用
Function<Integer, Integer[]> fun4 = Integer[]::new;

函数式接口方法参数列表，必须和构造函数参数列表一致 （和方法应用的第一种情况相同）