0028 Java学习笔记-面向对象-Lambda表达式

匿名内部类与Lambda表达式示例

下面代码来源于：0027 Java学习笔记-面向对象-(非静态、静态、局部、匿名)内部类

package testpack;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	ProcessArray pa=new ProcessArray();
    	int[] target={5,35,-2,35,-21};
    	pa.process(target, new Command(){        //匿名内部类实现一个接口Command，不能传入参数
    		public void process(int[] target){
    			int sum=0;
    			for (int tmp:target) {
    				sum+=tmp;
    			}
    			System.out.println("数组元素总和： "+sum);
    		}
    	});
    }
}
interface Command{
	void process(int[] target);
}
class ProcessArray{
	public void process(int[] target,Command cmd){
	cmd.process(target);
	}
}

• 下面用Lambda表达式改写

package testpack;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	ProcessArray pa=new ProcessArray();
    	int[] target={5,35,-2,35,-21};
    	pa.process(target, (int[] array)->{   //改写从这开始。Lambda基本结构：()->{}
    		int sum=0;
    		for (int tmp:array){
    			sum+=tmp;
    		}
    		System.out.println("数组元素总和： "+sum);
    	});                                    //改写结束
    }
}
interface Command{
	void process(int[] target);
}
class ProcessArray{
	public void process(int[] target,Command cmd){
	cmd.process(target);
	}
}

• Lambda表达式的基本结构
  • 形参列表：()圆括号部分
    • 形参列表位于圆括号中
    • 形参类型允许省略：上面代码中省略"int[]"也是可以的
    • 如果无参数，那就只写个()
    • 如果只有一个参数，可以省略圆括号
  • 箭头：->
  • 代码块：{}花括号部分
    • 代码块部分放在花括号中
    • 如果只有一条语句，那么可以省略花括号
    • Lambda只有一条return语句，可以省略return关键字，只有一条语句的话，就自动返回该语句的值
• Lambda表达式示例：来源于《疯狂Java讲义第三部》.《LambdaQs.java》

package testpack;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	LambdaQs lq=new LambdaQs();
    	lq.eat(()->System.out.println("苹果味道不错！"));   //实际上是创建了Eatable类型的匿名对象，重写了其taste()方法
    	lq.drive(weather->{                               //实际上是创建了Flyable类型的匿名对象，重写了其fly(String weather)方法
    		System.out.println("今天天气是： "+weather);
    		System.out.println("直升机飞行平稳！");
    	});
    	lq.test((a,b)->a+b);                              //创建了Addable类型的对象，重写了add(int a,int b)方法
    }
}
interface Eatable{
	void taste();
}
interface Flyable{
	void fly(String weather);
}
interface Addable{
	int add(int a,int b);
}
class LambdaQs{
	public void eat(Eatable e){
		System.out.println(e);
		e.taste();
	}
	public void drive(Flyable f){
		System.out.println("我正在驾驶："+f);
		f.fly("碧空如洗的晴日");
	}
	public void test(Addable add){
		System.out.println("5+3= "+add.add(5, 3));
	}
}

函数式接口与Lambda表达式

• 函数式接口：只包含一个抽象方法的接口，可以包含多个默认方法、类方法，但只能包含一个抽象方法
• 创建函数式接口的对象，可以通过匿名内部类和Lambda表达式
• 函数式接口：java.lang.Runnable、java.awt.event.ActionListener
• @FunctionalInterface 注解用于告知编译器执行更严格的检查，该接口必须是函数式接口，否则报错
• Lambda表达式的结果就是一个对象，可以将其赋值给一个函数式接口类型的变量，只要二者的参数列表匹配，示例：

package testpack;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	Runnable r=()->{                            //Runnable是一个函数式接口，只有一个无参数的抽象方法
    		System.out.println("lambda表达式的实现了一个无参的方法，可以赋值给Runnable类型变量");
    	};
    	r.run();
    }
}

• Lambda表达式只能为函数式接口创建对象，即只包含一个抽象方法的接口，只能实现一个方法
• Lambda表达式的目标类型必须是明确的函数式接口，但具体是哪个类型并不能确定，只要那个接口的抽象方法的参数列表跟Lambda表达式匹配即可，见示例

package testpack;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	Runnable r=()->System.out.println("同一个Lambda表达式可以赋值给Runnable和A，只要他们抽象方法的参数列表相匹配");
    	r.run();
    	A a=()->System.out.println("同一个Lambda表达式可以赋值给Runnable和A，只要他们抽象方法的参数列表相匹配");
    	a.a();
    }
}
interface A{
	void a();
}

• 确保正确的使用Lambda表达式
  • 将其赋值给一个函数式接口类型的变量，当然参数列表得匹配
  • 将其作为一个函数式接口类型的参数传给某个方法
  • 使用函数式接口进行强制类型转换
• 函数式接口有很多，比如下面这些：
  • java.util.function中的函数式接口
    • ...Function：一般包含一个apply()方法，对参数进行处理，然后返回一个值
    • ...Consumer：包含一个accept()方法，与上面方法类似，只是不返回值
    • ...Predicate：包含test()方法，对参数进行判断，返回一个boolean值
    • ...Supplier：包含getAs...()方法，不需要参数，返回一个数据
    • ...Operator：
  • java.util.Comparator

Lambda表达式、方法引用、构造器引用

• 如果Lambda表达式的代码块只有一条代码，则还有更加简洁的写法
  • 引用类方法：
    • 类名::类方法
    • 被实现方法的全部参数传给该方法作为参数
    • (a,b,...)->类名.类方法(a,b,...)
  • 引用特定对象的实例方法：
    • 特定对象::实例方法
    • 被实现方法的全部参数传给该方法作为参数
    • (a,b,...)->特定对象.实例方法(a,b,...)
  • 引用某类对象的实例方法：
    • 类名::实例方法
    • 被实现方法的第一个参数作为调用者，后面的参数全部传给该方法作为参数
    • (a,b,c,...)->a.实例方法(b,c,...)
  • 引用构造器：
    • 类名::new；
    • 被实现方法的全部参数传给该构造器作为参数
    • (a,b,...)->new 类名(a,b,...)
• 见示例：

package testpack;

import javax.swing.JFrame;

public class Test1{
    public static void main(String[] args) { 

    	Converter c1=(String from)->{return Integer.valueOf(from);};           //Lambda表达式
    	Converter c2=Integer::valueOf;                                         //引用类方法
    	System.out.println("c1: "+c1.convert("199")+"  c2: "+c2.convert("199"));

    	Converter c3=(String from)->{return "ABCDEFGHIJKLMN".indexOf(from);}; //Lambda表达式
    	Converter c4="ABCDEFGHIJKLMN"::indexOf;                               //引用特定对象的实例方法
    	System.out.print(c3.convert("EFG"));
    	System.out.println("     "+c3.convert("EFG"));

    	Sub s1=(String str,int a,int b)->{return str.substring(a,b);};        //Lambda表达式
    	Sub s2=String::substring;                                             //引用某类对象的实例方法
    	System.out.println(s1.sub("ABCDEFGHIJKLMN", 3, 9));
    	System.out.println(s1.sub("ABCDEFGHIJKLMN", 3, 9));

    	Frame f1=(String title)->{return new JFrame(title);};                 //Lambda表达式
    	JFrame jf1=f1.win("我的窗口");
    	Frame f2=JFrame::new;                                                 //引用构造方法
    	JFrame jf2=f2.win("我的窗口");
    	System.out.println(jf1);
    	System.out.println(jf2);
    }
}
interface Converter{
	Integer convert(String from);
}
interface Sub{
	String sub(String str,int a,int b);
}
interface Frame{
	JFrame win(String title);
}

Lambda表达式与匿名内部类

• Lambda表达式可以在一定程度上看作是匿名内部类的子集，当匿名内部类实现的接口只有一个抽象方法(也就是函数式接口)时，可以用lambda
• 相同之处：
  • 二者都可以直接访问外部类的实例变量和类变量，访问的局部变量都默认被final修饰
  • 二者创建的对象，都可以调用从接口中继承的默认方法
  • 见示例：

package testpack;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	LambdaAndInner li=new LambdaAndInner();
    	li.test();
    }
}
class LambdaAndInner{
	private int age=13;
	private static String name="ABCDE";
	public void test(){
		String book="Java编程思想";
		Display dis=new Display(){      //匿名内部类
			public void display(){
				System.out.println("匿名内部类对象可以直接访问，局部变量book："+book);
				System.out.println("匿名内部类对象可以直接访问，外部类的实例变量age："+age);
				System.out.println("匿名内部类对象可以直接访问，外部类的类变量name："+name);
				show();                 //在匿名内部类实现抽象方法的方法体内部调用接口默认方法
			}
		};
		dis.display();
		dis.show();                     //匿名内部类的对象调用接口的默认方法
	}
}
interface Display{
	void display();
	default void show(){
		System.out.println("这是接口的默认方法");
	}
}

package testpack;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	LambdaAndInner li=new LambdaAndInner();
    	li.test();
    }
}
class LambdaAndInner{
	private int age=13;
	private static String name="ABCDE";
	public void test(){
		String book="Java编程思想";
		Display dis=()->{               //Lambda表达式
			System.out.println("Lambda表达式对象，可以直接访问局部变量book："+book);
			System.out.println("Lambda表达式对象，可以直接访问外部类的实例变量age："+age);
			System.out.println("Lambda表达式对象，可以直接访问外部类的类变量name："+name);
			show();                     //Lambda表达式代码块内部调用接口默认方法，编译出错
		};
		dis.display();
		dis.show();                    //Lambda表达式的对象调用接口的默认方法
	}
}
interface Display{
	void display();
	default void show(){
		System.out.println("这是接口的默认方法");
	}
}

• 区别：
  • 匿名内部类可以为任何接口创建实例，不管有几个抽象方法，只要都实现了就行；但Lambda只能为单抽象方法的接口创建实例
  • 匿名内部类除了可以为接口创建实例，还可以是抽象类普通类；但Lambda只能函数式接口
  • 匿名内部类实现抽象方法的方法体中可以调用默认方法，但Lambda代码块中不可以。见上面的示例代码

Lambda表达式的应用

• 多用于返回一个某函数式接口的对象
• 见示例：

package testpack;
import java.util.Arrays;
public class Test1{
    public static void main(String[] args) {
    	String[] arr1=new String[]{"iOS","android","Java","C#","C","C++"};
    	System.out.println(Arrays.toString(arr1));
    	Arrays.parallelSort(arr1,(o1,o2)->o1.length()-o2.length());  //parallelSort(T[] a, Comparator<? super T> cmp)。Lambda的对象是Comparator类型
    	System.out.println(Arrays.toString(arr1));

    	int[] arr2=new int[]{2,6,-25,30,13,16};
    	System.out.println(Arrays.toString(arr2));
    	Arrays.parallelPrefix(arr2,(left,right)->left*right);   // 	parallelPrefix(int[] array, IntBinaryOperator op)。Lambda的对象是IntBinaryOperator类型
    	System.out.println(Arrays.toString(arr2));

    	long[] arr3=new long[5];
    	Arrays.parallelSetAll(arr3,operand->operand*5);  //parallelSetAll(long[] array, IntToLongFunction generator)。Lambda的对象是 IntToLongFunction类型
    	System.out.println(Arrays.toString(arr3));

    	//以上的Comparator、IntBinaryOperator、IntToLongFunction都是函数式接口，都有@FunctionalInterface注解
    }
}

• 输出：

[iOS, android, Java, C#, C, C++]

[C, C#, iOS, C++, Java, android]

[2, 6, -25, 30, 13, 16]

[2, 12, -300, -9000, -117000, -1872000]

[0, 5, 10, 15, 20]