java8-Lambda表达式的组成及使用

前面的文章中已经多次出现了Lambda表达式的身影，其简洁与灵活性相信读者也应有所感受。那么Lambda表达式究竟是个什么鬼？它的语法是什么？它由什么组成？我们该怎样使用Lambda表达式以及在哪里使用？本篇文章将解答这些问题。

Lambda表达式是什么？

可以把Lambda表达式理解为简洁地表示可传递的匿名函数的一种方式：它没有名称，但它有参数列表、函数主体、返回类型，可能还有一个可以抛出的异常列表。

• 匿名——我们说匿名，是因为它不像普通的方法那样有一个明确的名称：写得少而想得多！
• 函数——我们说它是函数，是因为Lambda函数不像方法那样属于某个特定的类。但和方法一样， Lambda有参数列表、函数主体、返回类型，还可能有可以抛出的异常列表。
• 传递——Lambda表达式可以作为参数传递给方法或存储在变量中。
• 简洁——无需像匿名类那样写很多模板代码。

Lambda表达式的语法与组成

Lambda表达式由参数、箭头、主体组成。如下图：

• 参数列表——这里它采用了Comparator中compare方法的参数，两个Apple。
• 箭头——箭头->把参数列表与Lambda主体分隔开。
• Lambda主体——比较两个Apple的重量。表达式就是Lambda的返回值了。

所以,Lambda表达式的基本语法可以总结为:
(parameters) -> expression 或 (parameters) -> { statements; }

对照上面的语法,下表列出了一些常用的Lambda表达式:

使用案例	Lambda示例
布尔表达式	(List list) -> list.isEmpty()
创建对象	() -> new Apple(10)
消费一个对象	(Apple a) -> {System.out.println(a.getWeight());}
从一个对象中选择/抽取	(String s) -> s.length()
组合两个值	(int a, int b) -> a * b
比较两个对象	(Apple a1, Apple a2) ->a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight())

Lambda表达式的使用

在前面文章中那个过滤苹果的方法,我们用Lambda表达式实现的如下:

1. List<Apple> greenApples = filter(inventory, (Apple a) -> "green".equals(a.getColor()));

那么为什么能这样使用呢?filter方法的第二个参数实际上是一个函数式接口Predicate<T>,它的定义如下:

1. public interface Predicate<T>{
2. boolean test (T t);
3. }

函数式接口就是只定义一个抽象方法的接口

实际上,在java8以前,我们可能已经接触过下面这些函数式接口:

1. //java.util.Comparator
2. public interface Comparator<T> {
3. int compare(T o1, T o2);
4. }
5. //java.lang.Runnable
6. public interface Runnable{
7. void run();
8. }
9. //java.awt.event.ActionListener
10. public interface ActionListener extends EventListener{
11. void actionPerformed(ActionEvent e);
12. }
13. //java.util.concurrent.Callable
14. public interface Callable<V>{
15. V call();
16. }
17. //java.security.PrivilegedAction
18. public interface PrivilegedAction<V>{
19. V run();
20. }

而Predicate<T>是java8中定义的一个新的函数式接口.

Lambda表达式允许我们以内联的方式实现一个函数式接口(Lambda表达式本身就是函数式接口的一个实例).

如下,我们即可以以函数式接口的方式,也可以以匿名类的方式传递runnable的实体,它们的实现效果相同,只是匿名类更为烦锁而已:

1. //使用Lambda实例化runnable
2. Runnable r1 = () -> System.out.println("Hello World 1");
3. //使用匿名类,实例化runnable
4. Runnable r2 = new Runnable(){
5. public void run(){
6. System.out.println("Hello World 2");
7. }
8. };
9. public static void process(Runnable r){
10. r.run();
11. }
12. process(r1);
13. process(r2);
14. //直接传递Lambda表达式
15. process(() -> System.out.println("Hello World 3"));

从上面的代码中可以看出,Lambda表达式可以赋值给一个变量,也可以作为参数直接传递给以函数式接口为参数的方法,前提是Lambda表达式的签名要和函数式接口的抽象方法一样,这个抽象方法也叫做函数描述符,java编译器就是根据上下文来匹配函数描述符来判断Lambda表达式是否合法.

Lambda表达式在环绕执行模式(execute around)中的应用

通俗来讲,环绕执行模式(execute around)是指代码执行的首尾都是模版代码,真正重要的代码在中间部分执行,比如文件处理:先是打开文件,然后对文件进行处理,最后释放资源,这里我们关注的重点是对文件的处理,而不是打开文件与资源的释放.

而文件的处理，因为需求的不同会有所区别，所以Lambda表达式特别适合环绕执行模式的代码开发，像打开文件与释放资源这种一成不变的模版代码写在方法内，不同需求对应的不同行为以Lambda的形式传递进去。

代码如下：

1. //定义函数式接口来传递处理文件的行为
2. @FunctionalInterface
3. public interface BufferedReaderProcessor {
4. String process(BufferedReader b) throws IOException;
5. }
6. //定义处理文件的方法（环绕执行模式）
7. public static String processFile(BufferedReaderProcessor p) throws IOException {
8. try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
9. return p.process(br);
10. }
11. }
12.  
13. //传递Lambda：读取一行
14. String oneLine = processFile((BufferedReader br) -> br.readLine());
15.  
16. //传递Lambda：读取两行
17. String twoLines = processFile((BufferedReader br) -> br.readLine() + br.readLine());