JDK1.8新特性(二): Lambda表达式 (参数列表) -> { } 和函数式接口@FunctionalInterface

Lambda表达式

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一：简介

JDK的升级的目的有以下几个：增加新的功能、修复bug、性能优化、简化代码等几个方面，Lambda表达式就是属于简化代码，用于简化匿名实现类，提供一种更加简洁的写法。Lambda表达式在Swift语言中称之为代码块,Lambda表达式可以认为是一种特殊的接口，该接口必须只有一个抽象方法。

语法

(参数类型 参数名, 数参数类型 参数名2...) -> { 
    // code
};

小括号()中的内容就是方法中的参数列表包括参数类型、参数名，其中参数类型是可以省略的，当参数个数只有一个时也可以省略掉小括号；
花括号{}中的内容就是方法中的方法体，当方法体中只有一行代码时可以省略{}，当方法体中只有一行代码并且需要返回值时也可以省略掉return；
由于Lambda表达式是匿名实现类的简写，是一种特殊的接口，当赋值给一个变量时也少不掉分号;

Lambda表达式的作用

• 简化匿名实现类的书写
• 作为函数中的参数来传递

二：示例

示例1：两个参数，一个返回值

IHello 一个很普通的接口，但接口中只能有一个抽象方法

public interface IHello {
    String sayHello(String name, String msg);
}

Main

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 将一个Lambda表达式赋值给一个接口，说明Lambda表达式就是一种接口数据类型，只不过该接口只能有一个抽象方法
        // 参数列表可以省略参数类型，可以写成(name, msg)，
        // 在JDK1.8中有个叫做类型推断的东西，可以自动推断出参数的类型，
        // 因为IHello中只有一个抽象方法,知道方法了就知道参数列表了，从而就能推出参数类型来
        IHello iHello = (String name, String msg) -> {
            String hello = name + ": " + msg;
            return hello;
        };
        // 调用接口的方法
        String content = iHello.sayHello("mengday", "happy new year everyone!");
        System.out.println(content);
    }
}

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示例2：一个参数，一个返回值

public interface IHello {
    String sayHello(String name);
}

Main

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 参数列表可以省略参数类型，当只有一个参数时可以省略小括号 (String name) --> (name) --> name
        // 当方法体中只有一行代码并且有返回值时可以同时省略花括号和return
        // { return name + ": " + "happy new year everyone!";} --> name + ": " + "happy new year everyone!";
        IHello iHello = name -> name + ": " + "happy new year everyone!";

        String content = iHello.sayHello("mengday");
        System.out.println(content);
    }
}

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示例3：没有参数，没有返回值

public interface IHello {
    void sayHello();
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 当表达式没有参数时一对小括号是不能省略掉的
        IHello iHello = () -> System.out.println("mengday: happy new year everyone!");
        iHello.sayHello();
    }
}

从这三个示例中我们发现我们只定义了接口，并没有定义实现类，而是通过Lambda表达式来代替了实现类。
注意：Lambda接口只能有一个抽象方法，可以同时拥有多个静态方法和默认方法。

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示例4：Lambda表达式参数

public interface IHello {
    void sayHello(String name);
}

public class Main {

    public static void sayHello(IHello iHello, String name) {
        iHello.sayHello(name);
    }

    public static void main(String[] args) {

        IHello iHello = name -> {
            String content = name + ": " + "happy new year everyone!";
            System.out.println(content);
        };

        // 这里可以把iHelo看成一个匿名实现类来传递参数
        sayHello(iHello, "mengday");

        // 如果去掉变量的接收，直接将Lambda表达式传递到参数中，此时Lambda表达式更像是一个函数
        // 也就是说JDK1.8竟然可以将一个函数作为参数传递到方法中，这是之前版本做不到的
        // 将函数作为方法的参数传递，一般用于回调函数，将回调函数传递到方法中
        sayHello(name -> {
            String content = name + ": " + "happy new year everyone!";
            System.out.println(content);
        }, "mengday");
    }
}

示例5：集合排序示例

public static void main(String[] args) {

     // 写法一：使用匿名内部类
     // 好好学习，天天向上
     List<String> words = Arrays.asList("good", "good", "study", "day", "day", "up");

     // public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)
     Collections.sort(words, new Comparator<String>() {
         @Override
         public int compare(String s1, String s2) {
             // 降续排序
             return s2.compareTo(s1);
         }
     });

     System.out.println(words);


     // 写法二：使用Lambda表达式
     // 咱俩谁跟谁
     words = Arrays.asList("we", "two", "who", "and", "who");
     Collections.sort(words, (String s1, String s2) -> {return s2.compareTo(s1);});
     System.out.println(words);


     // 写法三：使用Lambda表达式(简写)
     // 有事起奏,无事退朝
     words = Arrays.asList("if", "you", "have", "something", "to", "say", "then", "say!",
             "if", "you", "have", "nothing", "to", "say", "go", "home!");
     Collections.sort(words, (s1, s2) -> s2.compareTo(s1));
     System.out.println(words);
 }

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函数式接口@FunctionalInterface

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从我们自定义的IHello示例来看，Lambda表达式其实是一种接口类型的数据类型，严格的说Lambda表达式的数据类型是：函数式接口，是一种特殊的接口，该接口使用@FunctionalInterface注解来标记(不是必须的，可以不用该注解标记，IHello接口就没有使用该注解标记, )，并且接口中只能有一个抽象方法，可以有多个静态方法或者默认方法, 每一个该类型的lambda表达式都会被匹配到这个抽象方法。

@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
    int compare(T o1, T o2);
    // 其它static、default方法
}

@FunctionalInterface: 该注解没啥太大含义，该注解是给编译器做检查使用的，如果使用了该注解，编译器就会检查该接口中的抽象方法是不是只有一个，如果有多个就会报错：在接口Xxx中找到多个非覆盖抽象方法

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
public @interface FunctionalInterface {}

我们完善一下我们的IHello, 使用@FunctionalInterface注解

@FunctionalInterface
public interface IHello {
    void sayHello(String name);
}

我们可以将lambda表达式当作任意只包含一个抽象方法的接口类型，也就是说我们的IHello接口无论叫什么名字，接口中的方法无论叫什么名字都无所谓(只是可读性更好些)，因此可以再进行抽象化一下，JDK1.8中提供了这样的函数式接口，我们也不需要再定义IHello接口了，JDK1.8中提供了Supplier、Consumer、Function、BiFunction，这几个是比较常用的

Supplier< T > 供应商：没有参数，有返回值

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

Consumer< T > 消费者： 只有一个参数，没有返回值

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

Function< T, R > 函数：一个参数，一个返回值

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

BiFunction< T, U, R > 二元函数：两个参数，一个返回值

@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {
    R apply(T t, U u);
}

Comparator< T > 比较器：接收两个参数，返回比较的结果

@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
    int compare(T o1, T o2);
}

使用以上四大函数式接口来取代自定义的接口IHello

public class Main {
    private static String end = ".";

    public static void main(String[] args) {
        // 直接使用JDK1.8提供的接口，不需要再定义IHello接口, 直接使用JDK提供的接口来接收Lambda表达式
        Supplier<String> supplier = () -> "mengday: happy new year everyone!";
        String result = supplier.get();
        System.out.println(result);

        Consumer<String> consumer = (name) -> System.out.println(name + ": " + "happy new year everyone!");
        consumer.accept("mengday");

        Function<String, String> func = (name) -> name + ": " + "happy new year everyone!";
        String hi = func.apply("mengday");
        System.out.println(hi);


        // 在代码块的内部可以访问静态全局变量
        // 在代码块中可以访问外边局部变量
        // 在代码块的内部可以修改全局静态变量
        // 在代码块内部是不能访问接口中的其它方法的
        String split = ": ";
        BiFunction<String, String, String> biFunction = (String name, String msg) -> {
            end = "!";
            String hello = name + split + msg + end;
            return hello;
        };
        String hello = biFunction.apply("mengday", "happy new year everyone");
        System.out.println(hello);

        // 根据字符串长度比较大小
        Comparator<String> comparator = (s1, s2) -> s1.length() - s2.length();
        int compare = comparator.compare("abc", "ab");
        System.out.println(compare);
    }
}

Predicate< T > 断言 谓词: 用于测试一个条件的真假

package java.util.function;
import java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    // 在给定的参数上评估这个谓词
    boolean test(T t);

    // 返回一个组合的谓词，表示该谓词与另一个谓词的短路逻辑AND
    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }

    // 返回表示此谓词的逻辑否定的谓词,相当于not
    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }

    // 返回一个组合的谓词，表示该谓词与另一个谓词的短路逻辑或
    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }

    // 返回根据 Objects.equals(Object, Object)测试两个参数是否相等的谓词
    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef) ? Objects::isNull : object -> targetRef.equals(object);
    }
}

Main

public static void main(String[] args) {
    // 可以构造复杂的条件： 并且and、或者or、否negate
    String email = "[email protected]";
    Predicate<String> predicate = (str) -> str.length() > 20;

    // 测试 emial.length > 0 的boolean
    boolean result = predicate.test(email);     // false

    // 测试 !(emial.length > 0) 的boolean
    result = predicate.negate().test(email);    // true

    Predicate<String> orPredicate = (str) -> str.contains("@");
    // 测试 emial.length > 0 or emial.contains("@")
    result = predicate.or(orPredicate).test(email);     // true
}