我将分为两篇系列文章来描述了使用Java 8的新特性 - lambda表达式。
目录
- 介绍
- 我们为什么需要lambdas?
- Lambdas的语法
- 功能接口
- 方法参考
- 构造函数参考
- 可变范围
- 默认方法
- 结论
介绍
Java 8版本是当前java界流行最广的一个版本。它的主要改进是在面向对象的基础上增加了对函数式编程的支持。在本文中,我将展示lambda的基本语法,并阐释几种适用的上下文环境。
我们为什么需要lambdas?
lambda表达式是一个可以传递的代码块,允许您稍后执行它,只执行一次或多次。说到这里,你可能感觉似曾相识,看下面的这段业务场景:
我们经常自定义比较器来进行集合排序。比如现在要按字符串长度对字符串进行排序,通常做法是自定义一个 Comparator对象并传递给方法进行排序,如下:
我们编写了一段用于比较元素的代码片段,封装在自定义的Comparator里。Arrays.sort方法会在适当时机调用此代码片段,对strings数组进行排序。
那么,这个适当时机,是什么时候呢?它可能是某个界面上的一个按钮被点击时,也可能是某个新线程被启动时,像下面doWork方法被调用时:
于是,当我们想要执行此代码时,就实例化一个 MyRunner对象。然后,把实例放入线程池,或者只是启动一个新线程:
总结一下整个场景:我把一段代码块传递给某人 - 线程池,排序方法或按钮。希望在适当时机需要时,他们调用我这段代码来进行排序。
在java8以前,想要传递代码块很不容易。我们只能把代码块写在一个特殊类里,然后实例化一个类对象来传递这段代码。
在其他语言中,例如C#,则可以直接使用代码块。java语言设计者多年来一直反对添加此功能。理由无非是想要保持语法的简单性和一致性。但却牺牲了编码便利性。
在下一节中,我们一起来了解如何在Java中使用代码块。
Lambdas的语法
让我们再次回到字符串排序。我们提供了确定哪个字符串更短的代码。我们计算
这一行代码无非表达了一个意思,使用Integer.compare对 firstStr和 secondStr进入排序。
让我们用提问的方式来更明确的描述这个意思:
1、我们要处理的入参数数据是什么?是什么数据类型?
2、使用什么代码片断来对它们进行处理?
有了提问,回答就容易了。是对这样的入参数据进行处理(String firstStr, String secondStr),使用这样的 Integer.compare(firstStr.length(),secondStr.length()) 代码片断。
于是,有了我们第一个lambda表达式!此表达式指定代码块和必须传递给代码块的变量。
还有一点历史...关于lambda这个名字的来历?很久以前,在计算机还没有出世的时候,数学家Alonzo Church想要形式化数学函数有效计算的意义。(有一些已知存在的函数,但没有人知道如何计算它们的值。)他使用希腊符号lambda(λ)来标记参数。从那以后,带有参数变量的表达式被称为“lambda表达式”。
Java lambda略有几种不同的形式。让我们更仔细地考虑一下。您刚刚看到其中一个:参数, - >箭头和表达式。如果代码包含的计算不适合单个表达式,那么就像编写方法一样编写它:将代码放入{}并添加显式 return语句。例如,
如果lambda中没有参数,你仍然应该放置空括号,就像无参数方法一样:
如果可以推断lambda的参数类型,则可以省略它们。例如,
此时,编译器可以找出 firstStr并且 secondStr是字符串,因为我们将lambda分配给字符串比较器。(我们稍后会仔细研究这段代码。)
如果一个方法只有一个参数,编译器可以推导出是哪种类型,你甚至可以省略括号:
此外,您可以像 final方法参数一样,将修饰符和注释放在lambda参数中:
您永远不需要指定lambda表达式的结果类型。编译器总是从上下文中推断出它。例如,您可以使用lambda
其中 int预期作为结果类型。
请注意,在lambda中,您不能返回不在分支中的值。例如, (intx)->{if(x<=1)return-1;}无效。
功能接口
像我们文章开头讨论的那样,Java可以借用接口来封装代码块,比如 Runnable或 Comparator。这对Lambdas同样适用。
在Java中有所谓的功能接口 - 一个只有单个抽象方法实现的接口对象。只要需要功能接口的对象,就可以使用lambda表达式。
让我们考虑一下 Arrays.sort方法的例子。在这里我们可以看到用lambda替换功能接口。我们只是将lambda作为第二个参数传递给方法,该参数需要一个 Comparator对象,该接口只有一个方法。
实际上该 Arrays.sort方法接收一些类实现的对象 Comparator<String>。compare调用该方法时,它会强制执行lambda表达式主体。这些对象和类的结构完全取决于实现。它不仅可以使用传统的内部类。也许最好将lambda表示为一个函数,而不是作为一个对象,并发现我们可以将它传递给一个功能接口。
这种对接口的转换是lambda表达式令人兴奋的原因。语法简短。这是另一个例子:
是不是很易读?
事实上,你在Java中使用lambda表达式唯一能做的就是转换。
Java API中的java.util.function包中有几个通用的功能接口。其中之一, BiFunction<T,U,R>代表与参数类型的函数 T和 U和返回类型 R。您可以将字符串比较lambda传给这样的变量:
您可以在不同的Java 8 API中看到java.util.function中的这些接口。在Java 8中,任何功能接口都可以用@FunctionalInterface。这个注释是可选的,但却是一个很好的风格。首先,它强制编译器检查带注释的实体是否是具有单个抽象方法的接口。第二是告诉javadoc页面包含一个声明,这个接口是一个功能接口。根据定义,任何只有一个抽象方法的接口都是一个功能接口。但是,使用此关键字可以更加清晰。
顺便说一句,在将lambda转换为功能接口时,可能会出现已检查的异常。如果lambda表达式的主体抛出已检查的异常,则应在目标接口的抽象方法中声明此异常。例如,以下代码将导致错误:
此语句不正确,因为该 run方法不能抛出任何异常。有两种方法应对此问题。
一种方法是捕获lambda体中的异常。第二个是将此lambda分配给具有单个抽象方法的接口,该方法可以抛出异常。例如, call接口的方法 Callable可以生成任何异常。因此,如果 returnnull在lambda主体的末尾添加,则可以将lambda分配给 Callable<Void>实例。
对以上有任何疑问的都可以留言评论~
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