Java8 lambda表达式
2015-09-10 18:28
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lambda概览
lambda表达式的本质就是匿名函数,在定义和调用时不需要被赋予类型名或绑定到标志符。lambda表达式是非常有用的,尤其是在实现单方法接口(在Java应用程序中非常常见)的时候。
例如,之前使用匿名Runnable实例化Thread 时使用的代码为:
/** * @param someArgument * @return */ private String doSomethingInThread1(String someArgument) { Thread thread = new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { System.out.println("doSomething in doSomethingInThread1"); } }); thread.start(); return ""; }
现在可以使用lambda,将表达式简化为:
/** * 使用 lambda表达式 * @param someArgument * @return */ private String doSomethingInThread2(String someArgument) { Thread thread = new Thread( () -> { System.out.println("doSomething in doSomethingInThread2"); }); thread.start(); return ""; }
lambda表达式可以有参数、返回类型和范型。如果有希望的话,还可以使用方法引用而不是lambda表达式传入一个匹配接口方法的引用。
下面的代码也等同于之前实例化的两个Thread。也可以将方法饮用和lambda表达式赋给变量
/** * 使用lambda表达式 * @param someArgument * @return */ private String doSomethingInThread3(String someArgument) { Thread thread = new Thread(this::doSomething); thread.start(); return ""; } private void doSomething() { System.out.println("doSomething in doSomething"); }
lambda进行事件处理
如果你用过Swing API编程,你就会记得怎样写事件监听代码。这又是一个旧版本简单匿名类的经典用例,但现在可以不这样了。你可以用lambda表达式写出更好的事件监听代码,如下所示:
// 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方式: show.addActionListener((e) -> { System.out.println("Light, Camera, Action !! Lambda expressions Rocks"); });
Java开发者经常使用匿名类的另一个地方是为 Collections.sort() 定制 Comparator。在Java
8中,你可以用更可读的lambda表达式换掉丑陋的匿名类。
lambda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之后: 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
lambda表达式和函数接口
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。其中一个便是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
// 更好的办法 public static void filter(List names, Predicate condition) { 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。
lambda表达式中加入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。
lambda表达式的map和reduce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 x -> x*x lambda表达式传到 map() 方法,后者将其应用到流中的每一个元素。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,因为其功能,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这样的类有类似 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
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]
对列表对每个元素应用函数
我们通常需要对列表的每个元素使用某个函数,例如逐一乘以某个数、除以某个数或者做其它操作。这些操作都很适合用 map() 方法,可以将转换逻辑以lambda表达式的形式放在
map() 方法里,就可以对集合的各个元素进行转换了,如下所示。
// 将字符串换成大写并用逗号链接起来 List<String> G7 = Arrays.asList("USA", "Japan", "France", "Germany", "Italy", "U.K.","Canada"); String G7Countries = G7.stream().map(x -> x.toUpperCase()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println(G7Countries);
输出:
USA, JAPAN, FRANCE, GERMANY, ITALY, U.K., CANADA
创建一个子列表
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]
计算集合元素最大值、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表达式重点知识
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,或者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
原文链接: javarevisited 翻译: ImportNew.com - lemeilleur
译文链接: http://www.importnew.com/16436.html
[ 转载请保留原文出处、译者和译文链接。]
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