【Java】Lambda函数式编程

本文链接： https://blog.csdn.net/meiqi0538/article/details/102766272

初识lambda表达式

使用的是函数式编程思想。在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是对数据进行操作。而对于Java来说，采取的是面向对象的思想，强调“必须通过对象的形式来做事情”。函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法：“强调做什么，而不是以什么形式去做”。
现在我们使用一个案例来体验一下Lambda表达式：
需求：启动一个线程，在控制台输出一句话：“多线程程序启动了”（这里需要了解线程的相关知识）
方式1：

定义一个类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法

package com.pqd.lambda;

public class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("多线程程序启动了");
    }
}

创建MyRunnable类的对象（在main方法中）
启动Thread类的对象，把MyRunnable的对象作为构造参数传递
启动线程

package com.pqd.lambda;
/*
需求：启动一个线程，在控制台输出一句话：“多线程程序启动了”
 */
public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable my = new MyRunnable();
        Thread t = new Thread(my);
        t.start();
    }
}

运行程序有：

可以看出来，为了完成一个比较小的功能，我们需要新写一个类，并在主类中要创建实现的类以及使用Thread对象来完成，这是比较麻烦的。

为了简化代码的书写，我们使用方式2，匿名内部类的方法，如下：

package com.pqd.lambda;
/*
需求：启动一个线程，在控制台输出一句话：“多线程程序启动了”
 */
public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 实现类的方式显示需求
        MyRunnable my = new MyRunnable();
        Thread t = new Thread(my);
        t.start();
        // 匿名内部类的方式改进
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("多线程程序启动了");
            }
        }).start();
    }
}

相比之下，这种方式没有创建一个类，比较简洁一点，但是这个格式比较复杂，那么还有比这个更简单的方法嘛？当然有，那就是我们的方式三Lambda表达式，如下：

可以看出Lambda是非常简洁的，其只专注于做什么事情，没有复杂的格式，也不需要取定义一个类。

Lambda表达式的标准格式

根据上面的案例，我们对比方式二和方式三有，匿名内部类中重写run()方法涉及到：

方法形式参数为空，说明调用方法时不需要传递参数
方法返回类型为void，说明方法执行没有结果返回
方法体中的内容，是我们具体要做的事情

而Lambda表达式的代码有：

()：里面没有内容，可以看成时方法形式参数为空
->：用箭头指向后面要做的事情
{}：包含一段代码，我们称之为代码块，可以看成是方法体中的内容

那么也就很好了解Lambda表达式的标准格式了

格式：(形式参数)->{代码块}
形式参数：如果有多个参数，参数之间用逗号隔开，如果没有参数，留空即可
->：由英文中画线和大于符号组成，固定写法，代表指向动作
代码块：是我们具体要做的事情，也就是以前我们写的方法体中的内容

几个案例巩固一下

需要了解的是：Lambda表达式的使用前提是有一个接口，接口中有且仅有一个抽象方法

练习1 无参数情况（使用实现类的方式、匿名内部类、Lambda表达式做对比）

定义一个接口(Eatable),里面定义一个抽象方法，void eat();

package com.pqd.lambda;

public interface Eatable {
    void eat();
}

定义一个测试类(EatableDemo)，在测试类中提供两个方法：useEatable(Eatable e)，一个是主方法，在主方法中调用useEatable方法，这里我们也许去实现这个接口的抽象函数。

package com.pqd.lambda;

public class EatableImpl implements Eatable{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
    }
}

现在我们在测试类中进行书写

package com.pqd.lambda;

public class EatableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 在主方法中调用useEatable方法
        // 实现类的方式
        EatableImpl e = new EatableImpl();  // 多态
        useEatable(e);
    }
    private static void useEatable(Eatable e){
        e.eat();
    }
}

上面是实现类的方式进行实现的，现在我们使用匿名内部类的方式来书写，如下：

useEatable(new Eatable() {
            @Override
            public void eat() {
                System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
            }
        });

最后我们使用Lambda表达式来书写：

useEatable(() ->{
            System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
        });

练习2（有参无返回值）

定义一个接口(Flyable)，里面定义一个抽象方法：void fly(String s)；

package com.pqd.lambda;

public interface Flyable {
    void fly(String s);
}

定义一个测试类(FlyableDemo)，在测试类中提供两个方法:useFlyable(Flyable f)，主方法，在主方法中调用useFlyable方法

package com.pqd.lambda;

public class FlyableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用匿名内部类方式（不需要去实现接口）
        useFlyable(new Flyable() {
            @Override
            public void fly(String s) {
                System.out.println(s); // 传入的参数
                // 自己的内容
                System.out.println("飞机自驾游");
            }
        });
    }
    public static void useFlyable(Flyable f){
        f.fly("风和日丽，晴空万里");
    }
}

下面使用Lambda表示来书写

// Lambda表达式
        useFlyable((String s) ->{
            System.out.println(s); // 传入的参数
            // 自己的内容
            System.out.println("飞机自驾游");
        });

练习3（有参有返回值）

定义一个接口(Addable)，里面定义一个方法：int add(int x, int y);

package com.pqd.lambda;

public interface Addable {
    int add(int x, int y);
}

定义一个测试类(AddableDemo)，在测试中提供两个方法：一个方法是useAddable(Addable a)，主方法调用useAddable方法

package com.pqd.lambda;
public class AddableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 直接使用Lambda表达式
        useAddable((int x, int y) ->{
            return  x + y; // 对add()具体的实现
        });
    }
    private static void useAddable(Addable a){
        int add = a.add(10, 20);
        System.out.println(add);
    }
}

Lambda表达式的省略模式

参数类型可以省略，但是有多个参数的情况下，不能只能略一个参数的类型
如果参数有且只有一个，那么小括号可以省略
如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，甚至是return

我们使用之前的例子来说明

package com.pqd.lambda;

public class LambdaDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        useAddable((int x, int y) -> {
            return x + y;
        });
        // 参数可以省略类型， 不能只省略一个
        useAddable(( x, y) -> {
            return x + y;
        });
        // 如果参数有且只有一个， 小括号也可省略
        useFlyable( s ->{
            System.out.println(s);
        });
        // 如果代码块语句只有一条，可以省略大括号和分号
        useFlyable( s -> System.out.println(s));

        // 如果有return 其也要省略（代码块只有一条语句）
        useAddable(( x, y) -> x + y);
    }
    private static void useFlyable(Flyable f){
        f.fly("风和日丽，晴空万里");
    }
    private static void useAddable(Addable a){
        int add = a.add(10, 20);
        System.out.println(add);
    }
}

注意事项

使用Lambda必须要有接口，并且要求接口中有且只有一个抽象方法
必须有上下文环境，才能推导Lambda对应的接口，
- 根据局部变量赋值得知Lambda对应的接口：Runnable r = () -> System.out.println(“Lambda表达式”);
- 根据调用方法的参数得知Lambda对应的接口：new Thread(()-> System.out.println(“Lambda表达式”)).start();

Lambda表达式于匿名内部类之间的区别

所需类型不同：匿名内部类可以是：接口（可有多个方法），抽象类，具体类，Lambda表达式只能是接口
使用限制不同：如果接口中多于一个抽象方法，只能使用匿名内部类，而不能使用Lambda表达式
实现原理不同：编译之后，匿名内部类，产生一个单独的.class字节码文件，Lambda，没有一个单独的.class字节码文件。对应的字节码文件会在运行的时候动态生成。

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