lambda表达式的10个示例

2019年12月05日 阅读数:75
这篇文章主要向大家介绍lambda表达式的10个示例,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。

原文连接 Java8 lambda表达式10个示例html


Java 8 刚于几周前发布,日期是2014年3月18日,此次开创性的发布在Java社区引起了很多讨论,并让你们感到激动。特性之一即是随同发布的lambda表达式,它将容许咱们将行为传到函数里。在Java 8以前,若是想将行为传入函数,仅有的选择就是匿名类,须要6行代码。而定义行为最重要的那行代码,却混在中间不够突出。Lambda表达式取代了匿名类,取消了模板,容许用函数式风格编写代码。这样有时可读性更好,表达更清晰。在Java生态系统中,函数式表达与对面向对象的全面支持是个激动人心的进步。将进一步促进并行第三方库的发展,充分利用多核CPU。尽管业界须要时间来消化Java 8,但我认为任何严谨的Java开发者都不该忽视这次Java发布的核心特性,即lambda表达式、函数式接口、流API、默认方法和新的Date以及Time API。做为开发人员,我发现学习和掌握lambda表达式的最佳方法就是敢于尝试,尽量多练习lambda表达式例子。鉴于受Java 8发布的影响最大的是Java集合框架(Java Collections framework),因此最好练习流API和lambda表达式,用于对列表(Lists)和集合(Collections)数据进行提取、过滤和排序。我一直在进行关于Java 8的写做,过去也曾分享过一些资源来帮助你们掌握Java 8。本文分享在代码中最有用的10个lambda表达式的使用方法,这些例子都短小精悍,将帮助你快速学会lambda表达式。java

Java 8 lambda表达式示例

我我的对Java 8发布很是激动,尤为是lambda表达式和流API。愈来愈多的了解它们,我能写出更干净的代码。虽然一开始并非这样。第一次看到用lambda表达式写出来的Java代码时,我对这种神秘的语法感到很是失望,认为它们把Java搞得不可读,但我错了。花了一天时间作了一些lambda表达式和流API示例的练习后,我开心的看到了更清晰的Java代码。这有点像学习泛型,第一次见的时候我很讨厌它。我甚至继续使用老版Java 1.4来处理集合,直到有一天,朋友跟我介绍了使用泛型的好处(才意识到它的好处)。因此基本立场就是,不要畏惧lambda表达式以及方法引用的神秘语法,作几回练习,从集合类中提取、过滤数据以后,你就会喜欢上它。下面让咱们开启学习Java 8 lambda表达式的学习之旅吧,首先从简单例子开始。shell

例一、用lambda表达式实现Runnable

我开始使用Java 8时,首先作的就是使用lambda表达式替换匿名类,而实现Runnable接口是匿名类的最好示例。看一下Java 8以前的runnable实现方法,须要4行代码,而使用lambda表达式只须要一行代码。咱们在这里作了什么呢?那就是用() -> {}代码块替代了整个匿名类express

1
2
3
4
5
6
7
// Java 8以前:
new Thread( new Runnable() {
     @Override
     public void run() {
     System.out.println( "Before Java8, too much code for too little to do" );
     }
}).start();
1
2
//Java 8方式:
new Thread( () -> System.out.println( "In Java8, Lambda expression rocks !!" ) ).start();

输出:编程

too much code, for too little to do
Lambda expression rocks !!

这个例子向咱们展现了Java 8 lambda表达式的语法。你可使用lambda写出以下代码:api

1
2
3
(params) -> expression
(params) -> statement
(params) -> { statements }

例如,若是你的方法不对参数进行修改、重写,只是在控制台打印点东西的话,那么能够这样写:闭包

1
() -> System.out.println( "Hello Lambda Expressions" );

若是你的方法接收两个参数,那么能够写成以下这样:并发

1
( int even, int odd) -> even + odd

顺便提一句,一般都会把lambda表达式内部变量的名字起得短一些。这样能使代码更简短,放在同一行。因此,在上述代码中,变量名选用a、b或者x、y会比even、odd要好。框架

例二、使用Java 8 lambda表达式进行事件处理

若是你用过Swing API编程,你就会记得怎样写事件监听代码。这又是一个旧版本简单匿名类的经典用例,但如今能够不这样了。你能够用lambda表达式写出更好的事件监听代码,以下所示:jsp

1
2
3
4
5
6
7
8
// Java 8以前:
JButton show =  new JButton( "Show" );
show.addActionListener( new ActionListener() {
     @Override
     public void actionPerformed(ActionEvent e) {
     System.out.println( "Event handling without lambda expression is boring" );
     }
});
1
2
3
4
// Java 8方式:
show.addActionListener((e) -> {
     System.out.println( "Light, Camera, Action !! Lambda expressions Rocks" );
});

Java开发者常用匿名类的另外一个地方是为 Collections.sort() 定制 Comparator。在Java 8中,你能够用更可读的lambda表达式换掉丑陋的匿名类。我把这个留作练习,应该不难,能够按照我在使用lambda表达式实现 Runnable 和 ActionListener 的过程当中的套路来作。

例三、使用lambda表达式对列表进行迭代

若是你使过几年Java,你就知道针对集合类,最多见的操做就是进行迭代,并将业务逻辑应用于各个元素,例如处理订单、交易和事件的列表。因为Java是命令式语言,Java 8以前的全部循环代码都是顺序的,便可以对其元素进行并行化处理。若是你想作并行过滤,就须要本身写代码,这并非那么容易。经过引入lambda表达式和默认方法,将作什么和怎么作的问题分开了,这意味着Java集合如今知道怎样作迭代,并能够在API层面对集合元素进行并行处理。下面的例子里,我将介绍如何在使用lambda或不使用lambda表达式的状况下迭代列表。你能够看到列表如今有了一个 forEach()  方法,它能够迭代全部对象,并将你的lambda代码应用在其中。

1
2
3
4
5
// Java 8以前:
List features = Arrays.asList( "Lambdas" , "Default Method" , "Stream API" , "Date and Time API" );
for (String feature : features) {
     System.out.println(feature);
}
1
2
3
4
5
6
7
// Java 8以后:
List features = Arrays.asList( "Lambdas" , "Default Method" , "Stream API" , "Date and Time API" );
features.forEach(n -> System.out.println(n));
 
// 使用Java 8的方法引用更方便,方法引用由::双冒号操做符标示,
// 看起来像C++的做用域解析运算符
features.forEach(System.out::println);

输出:

1
2
3
4
Lambdas
Default Method
Stream API
Date and Time API

列表循环的最后一个例子展现了如何在Java 8中使用方法引用(method reference)。你能够看到C++里面的双冒号、范围解析操做符如今在Java 8中用来表示方法引用。

例四、使用lambda表达式和函数式接口Predicate

除了在语言层面支持函数式编程风格,Java 8也添加了一个包,叫作 java.util.function。它包含了不少类,用来支持Java的函数式编程。其中一个即是Predicate,使用 java.util.function.Predicate 函数式接口以及lambda表达式,能够向API方法添加逻辑,用更少的代码支持更多的动态行为。下面是Java 8 Predicate 的例子,展现了过滤集合数据的多种经常使用方法。Predicate接口很是适用于作过滤。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
public static void main(args[]){
     List languages = Arrays.asList( "Java" , "Scala" , "C++" , "Haskell" , "Lisp" );
 
     System.out.println( "Languages which starts with J :" );
     filter(languages, (str)->str.startsWith( "J" ));
 
     System.out.println( "Languages which ends with a " );
     filter(languages, (str)->str.endsWith( "a" ));
 
     System.out.println( "Print all languages :" );
     filter(languages, (str)-> true );
 
     System.out.println( "Print no language : " );
     filter(languages, (str)-> false );
 
     System.out.println( "Print language whose length greater than 4:" );
     filter(languages, (str)->str.length() > 4 );
}
 
public static void filter(List names, Predicate condition) {
     for (String name: names)  {
         if (condition.test(name)) {
             System.out.println(name + " " );
         }
     }
}

输出:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Languages which starts with J :
Java
Languages which ends with a
Java
Scala
Print all languages :
Java
Scala
C++
Haskell
Lisp
Print no language :
Print language whose length greater than 4:
Scala
Haskell
1
2
3
4
5
6
// 更好的办法
public static void filter(List names, Predicate condition) {
     names.stream().filter((name) -> (condition.test(name))).forEach((name) -> {
         System.out.println(name + " " );
     });
}

能够看到,Stream API的过滤方法也接受一个Predicate,这意味着能够将咱们定制的 filter() 方法替换成写在里面的内联代码,这就是lambda表达式的魔力。另外,Predicate接口也容许进行多重条件的测试,下个例子将要讲到。

例五、如何在lambda表达式中加入Predicate

上个例子说到,java.util.function.Predicate 容许将两个或更多的 Predicate 合成一个。它提供相似于逻辑操做符AND和OR的方法,名字叫作and()、or()和xor(),用于将传入 filter() 方法的条件合并起来。例如,要获得全部以J开始,长度为四个字母的语言,能够定义两个独立的 Predicate 示例分别表示每个条件,而后用 Predicate.and() 方法将它们合并起来,以下所示:

1
2
3
4
5
6
7
// 甚至能够用and()、or()和xor()逻辑函数来合并Predicate,
// 例如要找到全部以J开始,长度为四个字母的名字,你能够合并两个Predicate并传入
Predicate<String> startsWithJ = (n) -> n.startsWith( "J" );
Predicate<String> fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4 ;
names.stream()
     .filter(startsWithJ.and(fourLetterLong))
     .forEach((n) -> System.out.print( "nName, which starts with 'J' and four letter long is : " + n));

相似地,也可使用 or() 和 xor() 方法。本例着重介绍了以下要点:可按须要将 Predicate 做为单独条件而后将其合并起来使用。简而言之,你能够以传统Java命令方式使用 Predicate 接口,也能够充分利用lambda表达式达到事半功倍的效果。

例六、Java 8中使用lambda表达式的Map和Reduce示例

本例介绍最广为人知的函数式编程概念map。它容许你将对象进行转换。例如在本例中,咱们将 costBeforeTax 列表的每一个元素转换成为税后的值。咱们将 x -> x*x lambda表达式传到 map() 方法,后者将其应用到流中的每个元素。而后用 forEach() 将列表元素打印出来。使用流API的收集器类,能够获得全部含税的开销。有 toList() 这样的方法将 map 或任何其余操做的结果合并起来。因为收集器在流上作终端操做,所以以后便不能重用流了。你甚至能够用流API的 reduce() 方法将全部数字合成一个,下一个例子将会讲到。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
// 不使用lambda表达式为每一个订单加上12%的税
List costBeforeTax = Arrays.asList( 100 , 200 , 300 , 400 , 500 );
for (Integer cost : costBeforeTax) {
     double price = cost + . 12 *cost;
     System.out.println(price);
}
 
// 使用lambda表达式
List costBeforeTax = Arrays.asList( 100 , 200 , 300 , 400 , 500 );
costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + . 12 *cost).forEach(System.out::println);

输出:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
112.0
224.0
336.0
448.0
560.0
112.0
224.0
336.0
448.0
560.0

例6.二、Java 8中使用lambda表达式的Map和Reduce示例

在上个例子中,能够看到map将集合类(例如列表)元素进行转换的。还有一个 reduce() 函数能够将全部值合并成一个。Map和Reduce操做是函数式编程的核心操做,由于其功能,reduce 又被称为折叠操做。另外,reduce 并非一个新的操做,你有可能已经在使用它。SQL中相似 sum()、avg() 或者 count() 的汇集函数,实际上就是 reduce 操做,由于它们接收多个值并返回一个值。流API定义的 reduceh() 函数能够接受lambda表达式,并对全部值进行合并。IntStream这样的类有相似 average()、count()、sum() 的内建方法来作 reduce 操做,也有mapToLong()、mapToDouble() 方法来作转换。这并不会限制你,你能够用内建方法,也能够本身定义。在这个Java 8的Map Reduce示例里,咱们首先对全部价格应用 12% 的VAT,而后用 reduce() 方法计算总和。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
// 为每一个订单加上12%的税
// 老方法:
List costBeforeTax = Arrays.asList( 100 , 200 , 300 , 400 , 500 );
double total = 0 ;
for (Integer cost : costBeforeTax) {
     double price = cost + . 12 *cost;
     total = total + price;
}
System.out.println( "Total : " + total);
 
// 新方法:
List costBeforeTax = Arrays.asList( 100 , 200 , 300 , 400 , 500 );
double bill = costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + . 12 *cost).reduce((sum, cost) -> sum + cost).get();
System.out.println( "Total : " + bill);

输出:

1
2
Total : 1680.0
Total : 1680.0

例七、经过过滤建立一个String列表

过滤是Java开发者在大规模集合上的一个经常使用操做,而如今使用lambda表达式和流API过滤大规模数据集合是惊人的简单。流提供了一个 filter() 方法,接受一个 Predicate 对象,便可以传入一个lambda表达式做为过滤逻辑。下面的例子是用lambda表达式过滤Java集合,将帮助理解。

1
2
3
// 建立一个字符串列表,每一个字符串长度大于2
List<String> filtered = strList.stream().filter(x -> x.length()> 2 ).collect(Collectors.toList());
System.out.printf( "Original List : %s, filtered list : %s %n" , strList, filtered);

输出:

1
Original List : [abc, , bcd, , defg, jk], filtered list : [abc, bcd, defg]

另外,关于 filter() 方法有个常见误解。在现实生活中,作过滤的时候,一般会丢弃部分,但使用filter()方法则是得到一个新的列表,且其每一个元素符合过滤原则。

例八、对列表的每一个元素应用函数

咱们一般须要对列表的每一个元素使用某个函数,例如逐一乘以某个数、除以某个数或者作其它操做。这些操做都很适合用 map() 方法,能够将转换逻辑以lambda表达式的形式放在 map() 方法里,就能够对集合的各个元素进行转换了,以下所示。

1
2
3
4
// 将字符串换成大写并用逗号连接起来
List<String> G7 = Arrays.asList( "USA" , "Japan" , "France" , "Germany" , "Italy" , "U.K." , "Canada" );
String G7Countries = G7.stream().map(x -> x.toUpperCase()).collect(Collectors.joining( ", " ));
System.out.println(G7Countries);

输出:

1
USA, JAPAN, FRANCE, GERMANY, ITALY, U.K., CANADA

例九、复制不一样的值,建立一个子列表

本例展现了如何利用流的 distinct() 方法来对集合进行去重。

1
2
3
4
// 用全部不一样的数字建立一个正方形列表
List<Integer> numbers = Arrays.asList( 9 , 10 , 3 , 4 , 7 , 3 , 4 );
List<Integer> distinct = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.printf( "Original List : %s,  Square Without duplicates : %s %n" , numbers, distinct);

输出:

1
Original List : [9, 10, 3, 4, 7, 3, 4],  Square Without duplicates : [81, 100, 9, 16, 49]

例十、计算集合元素的最大值、最小值、总和以及平均值

IntStream、LongStream 和 DoubleStream 等流的类中,有个很是有用的方法叫作 summaryStatistics() 。能够返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics 或者 DoubleSummaryStatistic s,描述流中元素的各类摘要数据。在本例中,咱们用这个方法来计算列表的最大值和最小值。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法来得到列表的全部元素的总和及平均值。

1
2
3
4
5
6
7
//获取数字的个数、最小值、最大值、总和以及平均值
List<Integer> primes = Arrays.asList( 2 , 3 , 5 , 7 , 11 , 13 , 17 , 19 , 23 , 29 );
IntSummaryStatistics stats = primes.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println( "Highest prime number in List : " + stats.getMax());
System.out.println( "Lowest prime number in List : " + stats.getMin());
System.out.println( "Sum of all prime numbers : " + stats.getSum());
System.out.println( "Average of all prime numbers : " + stats.getAverage());

输出:

1
2
3
4
Highest prime number in List : 29
Lowest prime number in List : 2
Sum of all prime numbers : 129
Average of all prime numbers : 12.9

Lambda表达式 vs 匿名类

既然lambda表达式即将正式取代Java代码中的匿名内部类,那么有必要对两者作一个比较分析。一个关键的不一样点就是关键字 this。匿名类的 this 关键字指向匿名类,而lambda表达式的 this 关键字指向包围lambda表达式的类。另外一个不一样点是两者的编译方式。Java编译器将lambda表达式编译成类的私有方法。使用了Java 7的 invokedynamic 字节码指令来动态绑定这个方法。

Java 8 Lambda表达式要点

10个Java lambda表达式、流API示例

到目前为止咱们看到了Java 8的10个lambda表达式,这对于新手来讲是个合适的任务量,你可能须要亲自运行示例程序以便掌握。试着修改要求建立本身的例子,达到快速学习的目的。我还想建议你们使用Netbeans IDE来练习lambda表达式,它对Java 8支持良好。当把代码转换成函数式的时候,Netbeans会及时给你提示。只需跟着Netbeans的提示,就能很容易地把匿名类转换成lambda表达式。此外,若是你喜欢阅读,那么记得看一下Java 8的lambdas,实用函数式编程这本书(Java 8 Lambdas, pragmatic functional programming),做者是Richard Warburton,或者也能够看看Manning的Java 8实战(Java 8 in Action),这本书虽然还没出版,但我猜线上有第一章的免费pdf。不过,在你开始忙其它事情以前,先回顾一下Java 8的lambda表达式、默认方法和函数式接口的重点知识。

1)lambda表达式仅能放入以下代码:预约义使用了 @Functional 注释的函数式接口,自带一个抽象函数的方法,或者SAM(Single Abstract Method 单个抽象方法)类型。这些称为lambda表达式的目标类型,能够用做返回类型,或lambda目标代码的参数。例如,若一个方法接收Runnable、Comparable或者 Callable 接口,都有单个抽象方法,能够传入lambda表达式。相似的,若是一个方法接受声明于 java.util.function 包内的接口,例如 Predicate、Function、Consumer 或 Supplier,那么能够向其传lambda表达式。

2)lambda表达式内可使用方法引用,仅当该方法不修改lambda表达式提供的参数。本例中的lambda表达式能够换为方法引用,由于这仅是一个参数相同的简单方法调用。

1
2
list.forEach(n -> System.out.println(n));
list.forEach(System.out::println);  // 使用方法引用

然而,若对参数有任何修改,则不能使用方法引用,而需键入完整地lambda表达式,以下所示:

1
list.forEach((String s) -> System.out.println( "*" + s + "*" ));

事实上,能够省略这里的lambda参数的类型声明,编译器能够从列表的类属性推测出来。

3)lambda内部可使用静态、非静态和局部变量,这称为lambda内的变量捕获。

4)Lambda表达式在Java中又称为闭包或匿名函数,因此若是有同事把它叫闭包的时候,不用惊讶。

5)Lambda方法在编译器内部被翻译成私有方法,并派发 invokedynamic 字节码指令来进行调用。可使用JDK中的 javap 工具来反编译class文件。使用 javap -p 或 javap -c -v 命令来看一看lambda表达式生成的字节码。大体应该长这样:

1
private static java.lang.Object lambda$ 0 (java.lang.String);

6)lambda表达式有个限制,那就是只能引用 final 或 final 局部变量,这就是说不能在lambda内部修改定义在域外的变量。

1
2
3
List<Integer> primes = Arrays.asList( new Integer[]{ 2 , 3 , 5 , 7 });
int factor = 2 ;
primes.forEach(element -> { factor++; });
1
Compile time error : "local variables referenced from a lambda expression must be final or effectively final"

另外,只是访问它而不做修改是能够的,以下所示:

1
2
3
List<Integer> primes = Arrays.asList( new Integer[]{ 2 , 3 , 5 , 7 });
int factor = 2 ;
primes.forEach(element -> { System.out.println(factor*element); });

输出:

1
2
3
4
4
6
10
14

所以,它看起来更像不可变闭包,相似于Python。

以上就是Java 8的lambda表达式的所有10个例子。这次修改将成为Java史上最大的一次,将深远影响将来Java开发者使用集合框架的方式。我想规模最类似的一次修改就是Java 5的发布了,它带来了不少优势,提高了代码质量,例如:泛型、枚举、自动装箱(Autoboxing)、静态导入、并发API和变量参数。上述特性使得Java代码更加清晰,我想lambda表达式也将进一步改进它。我在期待着开发并行第三方库,这可使高性能应用变得更容易写。