Java 8 Lambda表達式學習和理解

Java 8 Lambda表達式和理解

說明：部分資料來源於網絡

時間：20190704

Lambda 表達式，也可稱為閉包，它是推動 Java 8 發布的最重要新特性。Lambda 允許把函數作為一個方法的參數（函數作為參數傳遞進方法中）。使用 Lambda 表達式可以使代碼變的更加簡潔緊湊。

 

一、語法

1、lambda 表達式的語法格式如下：

　　（左邊）輸入參數->（右邊）lambda主體

(parameters) -> expression;

　　或

(parameters) ->{ statements; }

 

2、以下是lambda表達式的重要特征:

（1）輸入參數：

　　可選類型聲明：不需要聲明參數類型，編譯器可以統一識別參數值。

　　可選的參數圓括號：

　　　　a、一個參數無需定義圓括號，但多個參數需要定義圓括號。

　　　　b、如果申明了參數類型，則一定需要圓括號。

（2）lambda主體：

　　可選的大括號：如果主體包含了一個語句，就不需要使用大括號。

　　可選的返回關鍵字：如果主體只有一個表達式返回值則編譯器會自動返回值，大括號需要指定明表達式返回了一個數值。

 

3、按照上面的格式，lambda不同參數的表達式寫法

（1）沒有參數的表達式：

() -> System.out.println("this is no parameter Lambda expression");

（2）只有一個參數的表達式：

(x) -> System.out.println("this is only one parameter Lambda expression");

　　或者

(X x) -> System.out.println("this is only one parameter Lambda expression");

　　和

(x) -> {
    x = x*2;
    System.out.println("this is only one parameter Lambda expression");
    System.out.println("the function is double input value");
    return x;
};

　　說明：一個參數的可以不用使用()，如果參數聲明了參數類型則必須要加()；Lambda主體是語句塊的話需要使用{}。

（3）有兩個或者多個參數的表達式：

(x,y) -> System.out.println("these are several parameters Lambda expression");

　　或者

(X x,Y y) -> {
　　System.out.println("the function is add two input values");
　　System.out.println("these are several parameters Lambda expression");
　　return x+y;
};

　　說明：有多個參數的lambda表達式，參數使用,隔開。Lambda主體是語句塊的話需要使用{}。

 

二、Lambda 表達式實例

lambda示例1：

/*
 * Predicate<T>接口中boolean test(T t)方法只接收一個參數，返回值為boolean類型，
 * 故lambda表達式的輸入參數只有一個參數:x，lambda的主體返回值為boolean類型
 */
Predicate<Integer> atLeast5 = x -> x >= 5;
System.out.println("傳入參數是否大於5：" + atLeast5.test(6));

/*
 * BinaryOperator<T>接口中R apply(T t, U u)方法接收兩個泛型參數，返回值為也為泛型
 * 故lambda表達式輸入Long參數有兩個：x,y，lambda的主體返回值為Long類型
 */
BinaryOperator<Long> addLongs = (x, y) -> {
　　Long z = x + y;
　　return z;
};
System.out.println("計算傳入兩個Long參數的和：" + addLongs.apply(5l, 6l));

/*
 * Runnable接口中run()方法沒有參數，有沒有返回值，故lambda表達式沒有參數，lambda主體也沒有返回值
 */
Runnable run1 = () -> System.out.println("這個方法就是run里面的方法");
run1.run();

try {
　　final Integer value = 9;
　　/*
　　 *  1、Callable<V>接口中V call() throws Exception方法沒有參數，故lambda表達式也不能有輸入參數,
　　 * 返回類型為泛型，故lambda主體需要返回指定Integer類型
　　 *  2、因為.call()方法拋出異常，所以需要拋出或者捕獲異常
　　 *  3、lambda表達式使用外部參數，需要是final類型，及時外部參數沒有定義為final類型，
　　 * 也會隱式的指定為final，故值或者引用地址不能修改。
　　 */
　　Callable<Integer> call = () -> value;
　　System.out.println("無參的方法，所以lambda的參數列表中不能傳遞參數：" + call.call());
} catch (Exception e) {
　　e.printStackTrace();
}

lambda示例二：

public class Java8Tester { 

　　public static void main(String args[]){ 

　　　　Java8Tester tester = new Java8Tester(); 
　　　　// 類型聲明 
　　　　MathOperation addition = (int a, int b) -> a + b; 
　　　　// 不用類型聲明 
　　　　MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b; 
　　　　// 大括號中的返回語句 
　　　　MathOperation multiplication = (int a, int b) -> { return a * b; }; 
　　　　// 沒有大括號及返回語句 
　　　　MathOperation division = (int a, int b) -> a / b; 

　　　　System.out.println("10 + 5 = " + tester.operate(10, 5, addition)); 
　　　　System.out.println("10 - 5 = " + tester.operate(10, 5, subtraction)); 
　　　　System.out.println("10 x 5 = " + tester.operate(10, 5, multiplication)); 
　　　　System.out.println("10 / 5 = " + tester.operate(10, 5, division)); 

　　　　// 不用括號 
　　　　GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message); 
　　　　// 用括號 
　　　　GreetingService greetService2 = (message) -> System.out.println("Hello " + message); 

　　　　greetService1.sayMessage("Runoob"); 
　　　　greetService2.sayMessage("Google"); 
　　}

　　// 定義接口和接口中為實現的方法
　　interface MathOperation {
　　　　int operation(int a, int b);
　　}

　　// 定義接口和接口中為實現的方法
　　interface GreetingService {
　　　　void sayMessage(String message);
　　} 

　　// 定義方法，方法通過lambda表達式實現了接口中的方法 　　private int operate(int a, int b, MathOperation mathOperation){ 　　　　return mathOperation.operation(a, b); 　　} }

執行以上代碼，輸出結果為：

10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 x 5 = 50
10 / 5 = 2
Hello Runoob
Hello Google

使用 Lambda 表達式需要注意以下兩點：

Lambda表達式主要用來定義行內執行的方法類型接口，例如，一個簡單方法接口。在上面例子中，我們使用各種類型的Lambda表達式來定義MathOperation接口的方法。然后我們定義了sayMessage的執行。

Lambda 表達式免去了使用匿名方法的麻煩，並且給予Java簡單但是強大的函數化的編程能力。

Lambda表達式常用的場景是：函數式接口。函數式接口是指的只有一個抽象方法的接口，我們常用的函數式接口有：

Runnable、Callable、PrivilegedAction、Comparator、FileFilter、PathMatcher、InvocationHandler、PropertyChangeListener、ActionListener、ChangeListener、Function、Predicate、BinaryOperator

 

三、lambda表達式中的變量作用域

lambda表達式只能引用標記了final的外層局部變量，這就是說不能在lambda內部修改定義在域外的局部變量，否則會編譯錯誤。

在 Java8Tester.java 文件輸入以下代碼：

public class Java8Tester {

　　final static String salutation = "Hello! "; 

　　public static void main(String args[]){

　　　　GreetingService greetService1 = message -> System.out.println(salutation + message);
　　　　greetService1.sayMessage("Runoob"); 

　　　　//====================相當於下面==============================
　　　　GreetingService g = new GreetingService() {
　　　　　　@Override
　　　　　　public void sayMessage(String message) {
　　　　　　　　System.out.println(salutation + message);
　　　　　　}
　　　　};
　　　　g.sayMessage("jack");

　　}

　　interface GreetingService { 
　　　　void sayMessage(String message); 
　　}
}            

執行以上腳本，輸出結果為：

$ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
Hello! Runoob
Hello! jack

我們也可以直接在 lambda 表達式中訪問外層的局部變量：

public class Java8Tester { 

　　public static void main(String args[]) { 
　　　　final int num = 1; 
　　　　Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num)); 
　　　　s.convert(2); // 輸出結果為 3 
　　} 

　　public interface Converter<T1, T2> { 
　　　　void convert(int i); 
　　} 
}

lambda表達式的局部變量可以不聲明為final，但是不可被后面的代碼修改（即隱性的具有final 的語義）

int num = 1;  
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2);
num = 5;  //報錯信息：Local variable num defined in an enclosing scope must be final or effectively final

在 Lambda 表達式當中不允許聲明一個與局部變量同名的參數或者局部變量。

String first = "";  
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());  //編譯會出錯