Java代码装逼神器Lambda,程序员必备

方法引用

方法引用使得开发者可以直接引用现存的方法、Java类的构造方法或者实例对象。方法引用和Lambda表达式配合使用,使得java类的构造方法看起来紧凑而简洁,没有很多复杂的模板代码。
注:Lambda这些新特性是JDK1.8引入的。

方法引用基本使用

  • 方法引用使用一对冒号 ::
  • 代码示例
    • 我们在 Car 类中定义了 4 个方法作为例子来区分 Java 中 4 种不同方法的引用。
public class Car {

    public static Car create( final Supplier< Car > supplier ) {
        return supplier.get();
    }              

    public static void collide( final Car car ) {
        System.out.println( "Collided " + car.toString() );
    }

    public void follow( final Car another ) {
        System.out.println( "Following the " + another.toString() );
    }

    public void repair() {   
        System.out.println( "Repaired " + this.toString() );
    }
}
  • 第一种方法引用的类型是构造器引用,语法是Class::new,或者更一般的形式:Class::new
    • 注意:这个构造器没有参数。
final Car car = Car.create( Car::new );
final List< Car > cars = Arrays.asList( car );
  • 第二种方法引用的类型是静态方法引用,语法是Class::static_method。注意:这个方法接受一个Car类型的参数。
cars.forEach( Car::collide );
  • 第三种方法引用的类型是某个类的成员方法的引用,语法是Class::method,注意,这个方法没有定义入参:
cars.forEach( Car::repair );
  • 第四种方法引用的类型是某个实例对象的成员方法的引用,语法是instance::method。注意:这个方法接受一个Car类型的参数:
final Car police = Car.create( Car::new );
cars.forEach( police::follow );

到这儿,方法引用可能看的还有点懵,下面看完lanbda表达式之后有综合案例,相信那时候你顿然醒悟。

函数式编程思想概述

在数学中,函数就是有输入量、输出量的一套计算方案,也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言,面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”,而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么,而不是以什么形式做

做什么,而不是怎么做

  • 我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗?不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是:将run方法体内的代码传递给Thread类知晓。
  • 传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。那,有没有更加简单的办法?如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上,就会发现只要能够更好地达到目的,过程与形式其实并不重要。

Lambda的前提条件

Lambda的语法非常简洁,完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意:

  1. 使用Lambda必须具有接口,且要求接口中有且仅有一个抽象方法
    无论是JDK内置的RunnableComparator接口还是自定义的接口,只有当接口中的抽象方法存在且唯一时,才可以使用Lambda。
  2. 使用Lambda必须具有上下文推断
    也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型,才能使用Lambda作为该接口的实例。

备注:有且仅有一个抽象方法的接口,称为“函数式接口”。

Lambda的优化

  • Lambda表达式的省略写法(进一步在Lambda表达式的基础上继续简化)
    • (1)如果Lambda表达式的方法体代码只有一行代码。可以省略大括号不写,同时要省略分号!
    • (2)如果Lambda表达式的方法体代码只有一行代码。可以省略大括号不写。此时,如果这行代码是return语句,必须省略return不写,同时也必须省略";"不写
    • (3)参数类型可以省略不写。
    • (4)如果只有一个参数,参数类型可以省略,同时()也可以省略。

传统写法,代码如下:

public class Demo01ThreadNameless {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("多线程任务执行!");
			}
		}).start();
	}
}

Lambda表达式写法,代码如下:

借助Java 8的全新语法,上述Runnable接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效:

public class Demo02LambdaRunnable {
	public static void main(String[] args) {
		new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行!")).start(); // 启动线程
	}
}

Lambda的格式

标准格式

  • Lambda省去面向对象的条条框框,格式由3个部分组成:
    • 一些参数
    • 一个箭头
    • 一段代码
  • Lambda表达式的标准格式为:
(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }
  • 格式说明
    • 小括号内的语法与传统方法参数列表一致:无参数则留空;多个参数则用逗号分隔。
    • ->是新引入的语法格式,代表指向动作。
    • 大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。

匿名内部类与lambda对比

new Thread(new Runnable() {
	@Override
	public void run() {
		System.out.println("多线程任务执行!");
	}
}).start();

仔细分析该代码中,Runnable接口只有一个run方法的定义:

  • public abstract void run();

即制定了一种做事情的方案(其实就是一个方法):

  • 无参数:不需要任何条件即可执行该方案。
  • 无返回值:该方案不产生任何结果。
  • 代码块(方法体):该方案的具体执行步骤。

同样的语义体现在Lambda语法中,要更加简单:

() -> System.out.println("多线程任务执行!")
  • 前面的一对小括号即run方法的参数(无),代表不需要任何条件;
  • 中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码;
  • 后面的输出语句即业务逻辑代码。

参数和返回值

  • 下面举例演示java.util.Comparator<T>接口的使用场景代码,其中的抽象方法定义为:
    • public abstract int compare(T o1, T o2);
  • 当需要对一个对象数组进行排序时,Arrays.sort方法需要一个Comparator接口实例来指定排序的规则。

传统写法

如果使用传统的代码对Person[]数组进行排序,写法如下:

public class Demo06Comparator {
    public static void main(String[] args) {
      	// 本来年龄乱序的对象数组
        List<Student> lists = new ArrayList<>();
        Student s1 = new Student("李明",18,"男");
        Student s2 = new Student("小明",23,"男");
        Student s3 = new Student("李华",21,"男");
        Collections.addAll(lists,s1,s2,s3);

      	//按照年龄进行升序排序
        Collections.sort(lists, new Comparator<Student>() {
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge();
            }
        });
    }
}
  • 其中Comparator接口的实例(使用了匿名内部类)代表了“按照年龄从小到大”的排序规则。

代码分析

下面我们来搞清楚上述代码真正要做什么事情。

  • 为了排序,Arrays.sort方法需要排序规则,即Comparator接口的实例,抽象方法compare是关键;
  • 为了指定compare的方法体,不得不需要Comparator接口的实现类;
  • 为了省去定义一个ComparatorImpl实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
  • 必须覆盖重写抽象compare方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍,且不能写错;
  • 实际上,只有参数和方法体才是关键

Lambda写法

//按照年龄进行升序排序
Collections.sort(lists,(Student o1, Student o2) -> {
          return o1.getAge() - o2.getAge();
      });

省略格式

省略规则

在Lambda标准格式的基础上,使用省略写法的规则为:

  1. 小括号内参数的类型可以省略;
  2. 如果小括号内有且仅有一个参,则小括号可以省略;
  3. 如果大括号内有且仅有一个语句,则无论是否有返回值,都可以省略大括号、return关键字及语句分号。

可推导即可省略

Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”,所以凡是可以根据上下文推导得知的信息,都可以省略。

  • 例如上例还可以使用Lambda的省略写法:
//按照年龄进行升序排序
Collections.sort(lists,(o1,o2) -> o1.getAge() - o2.getAge());

综合案例

public class MethodDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        String[] strs = new String[]{"James", "AA", "John",
                "Patricia","Dlei" , "Robert","Boom", "Cao" ,"black" ,
                "Michael", "Linda","cao","after","sBBB"};

        // public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c)
        // 需求:按照元素的首字符(忽略大小写)升序排序!!!
        //传统写法
        Arrays.sort(strs, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String s1, String s2) {
                return s1.compareToIgnoreCase(s2);// 按照元素的首字符(忽略大小写)比较。
            }
        });
        //lambda写法
        Arrays.sort(strs, (String s1, String s2) -> {
            return s1.compareToIgnoreCase(s2);// 按照元素的首字符(忽略大小写)比较。
        });
        //lambda简化写法
        Arrays.sort(strs, ( s1,  s2 ) ->  s1.compareToIgnoreCase(s2));

        // lambda + 特定类型的方法引用结合写法
        Arrays.sort(strs,  String::compareToIgnoreCase);
    }
}
public class MethodDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> lists = new ArrayList<>();
        lists.add("java1");
        lists.add("java2");
        lists.add("java3");

        // 对象是 System.out = new PrintStream(); 		实例方法:println()
        //lambda简化写法
        lists.forEach(s -> System.out.println(s));
        //lambda+实例方法引用写法
        lists.forEach(System.out::println);
    }
}
public class ConstructorDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> lists = new ArrayList<>();
        lists.add("java1");
        lists.add("java2");
        lists.add("java3");

        // 集合默认只能转成Object类型的数组。
        Object[] objs = lists.toArray();
        System.out.println("Object类型的数组:"+ Arrays.toString(objs));

        // 指定转换成字符串类型的数组!!
        // 最新的写法可以结合构造器引用实现 。default <T> T[] toArray(IntFunction<T[]> generator)
        
        //传统写法
        String[] strs = lists.toArray(new IntFunction<String[]>() {
            @Override
            public String[] apply(int value) {
                return new String[value];
            }
        });
        //lambda写法
         String[] strs = lists.toArray((int value) ->{
            return new String[value];
        });
        //lambda简化写法
        String[] strs1 = lists.toArray(s -> new String[s] );
        //lambda + 构造器引用
        String[] strs2 = lists.toArray(String[]::new);
    }
}

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