Java 8 lambda運算式

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Lambda運算式簡介

　　lambda運算式可以被理解為一個匿名函數的簡明表示，它可以被傳遞，它沒有名稱，但是它有一個參數列表，一個主體，一個傳回型別，也可能是可以拋出的異常列表。

• 匿名 因為它沒有一個明確的名字，不像一個方法，必須有方法名。
• 函數 因為lambda不是屬於某一個特定類的方法，但它和方法一樣，lambda有一個參數列表，一個主體，一個傳回型別，以及可能拋出的異常。
• 傳遞 一個lambda運算式可以作為參數傳遞給一個方法或儲存在一個變數。
• 簡潔 你不需要寫很多冗長的代碼，就是比寫匿名內部類還簡潔。

在使用Java 8以前，建立一個比較子，一般都會採用內部類方式：

Comparator<Apple> byWeight = new Comparator<Apple>() {    public int compare(Apple a1, Apple a2) {        return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());    }};

使用lambda運算式之後的代碼，只需一行代碼。

Comparator<Apple> byWeight = (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

 

lambda運算式的文法結構

　　lambda運算式由參數、箭頭、主體，這三部分構成。

• 參數 跟一個方法的參數類似。
• 箭頭 由參數列表指向函數主體。
• 主體 函數的具體運算操作。

lambda運算式樣本

• (parameters) -> expression 是否有傳回值取決於後面expression的傳回值。
• (parameters) -> { statements; } 多個語句需要用{}包含。
• (parameters) -> { statements;return 23 } 用{}包含的語句，如果有傳回值，需要顯示return指定。

正確的運算式

(String s) -> s.length() 這個運算式有一個String的參數s，返回int，lambda運算式隱藏的return返回語句;
(Apple a) -> a.getWeight() > 150 這個運算式有一個參數Apple，返回boolean
(int x,int y) -> {System.out.println(“result:”),System.out.println(x+y)} 這個運算式有兩個int型參數，沒有傳回值（或返回void） ,lambda運算式可以包含多個語句，但必須用{}大括弧包含在裡面。
() -> 42 這個運算式沒有參數，但返回int型

錯誤的運算式

(int i) -> return “result:” + i; 正確寫法(int i) -> {return “result:” + i;}
(String s) -> {“zhang” + s;} 正確寫法(String s) -> {return “zhang” + s;}或者(String s) -> “zhang” + s

精簡寫法

參數類型可以省略，例如：Comparator<apple> c = (a1,a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
當一個lambda運算式只有一個參數時，參數類型可以省略，括弧也可以省略。
例如List<Apple> greenApples = filter(inventory,a - > "green".eqauls(a.getColor()));

函數式介面

　　所謂函數式介面，就是某個介面，它只有一個抽象方法。採用lambda運算式的作用，相當於該介面的唯一一個抽象方法的實現。單一抽象方法的介面，在JDK很常見，常用的有：

public interface Comparator<t> {    int compare(T o1,T o2);}public interface Runnable {    void run();}public interface EventListener {    void actionPerformed(ActionEvent e);}

@FunctionalInterface註解

 

　　Java 8 專門為函數式編程，新增了java.util.function包的一些介面類，如果查看這些介面類的源碼，會注意到這些函數式介面都是帶@FunctionalInterface註解，此註解用於指示該介面為函數式介面。如果你定義了一個介面加上了@FunctionalInterface註解，但是介面裡有多個抽象方法，這時候編譯器在編譯的時候就會報錯。

Java 8裡的函數式介面

　　Java 8已經提供大量的函數式介面，在寫lambda運算式時，經常會碰到,這運算式要怎麼寫，就要先瞭解對應的函數式介面裡方法的參數和傳回值。

Predicate

@FunctionalInterfacepublic interface Predicate<T> {    boolean test(T t);}

Predicate介面裡的test方法，參數是T，返回boolean型，使用情境Stream的filter(Predicate<? super T> predicate)

Consumer

@FunctionalInterfacepublic interface Consumer<T> {    void accept(T t);}

Consumer介面的accept方法，參數是T，返回void，使用情境Iterable的forEach(Consumer<? super T> action)

Function

@FunctionalInterfacepublic interface Function<T, R> {    R apply(T t);}

Function介面的apply方法，參數是T，傳回值R，使用情境Stream裡的map(Function<? super T, ? extends R> mapper),flapMap(Function<? super T, ? extends R> mapper)

方法引用

　　前面lambda運算式簡介裡，介紹了lambda運算式是一個匿名的函數，可以被當做參數傳遞給調用方。如果傳給調用方的這個參數不再是lambda運算式，而是源自於某個類的方法，這時就稱之為方法引用。
例如用lambda表示比較子：
Arrays.sort(list,(Apple a,Apple b) -> a.getWeight().compareTo(b.getWeight()));
採用方法引用的寫法：
Arrays.sort(list,Comparator.comparing(Apple::getWeight))
開啟Comparator的comparing源碼可以看到，這個方法裡已經實現了的比較子的判斷規則，只不過這個規則是根據傳入的函數（或方法）的傳回值，做大小比較。

public static <T, U extends Comparable<? super U>> Comparator<T> comparing(        Function<? super T, ? extends U> keyExtractor) {    Objects.requireNonNull(keyExtractor);    return (Comparator<T> & Serializable)        (c1, c2) -> keyExtractor.apply(c1).compareTo(keyExtractor.apply(c2));}

方法引用的三種方式

方法引用靜態方法，例如，Integer的parseInt()，寫成Integer::parseInt。
一個方法引用一個任意類型的執行個體方法，例如String的length(()，寫成String::length。
方法引用現有對象的執行個體方法，例如有個本地變數obj，它有個getValue()的方法，寫成obj::getValue

    中需要注意的是第二點，lambda的第一個參數是，是方法調用的執行個體對象，與之對應的方法引用，會排除第一個參數，也就是arg0會忽略掉,只有rest作為參數。
Function<String, Integer> stringToInteger =(String s) -> Integer.parseInt(s);,對應的方法引用是Integer::parseInt
BiPredicate<List<String>, String> contains = (list, element) -> list.contains(element);這個lambda運算式裡，用第一個參數的執行個體對象去調用contains方法，屬於方法引用的第二種方式，所以對應的方法引用是 List::contains。這裡主要的混淆點是contains()方法的參數只有一個，但因為這個方法屬於String的執行個體方法（而不是類的靜態方法）,隱含了第一個參數。

構造方法引用

　　類的構造方法也可以被引用，使用文法是ClassName::new。例如：

Supplier<Apple> c1 = App::new; App a1 = c1.get(()

    這個語句引用的是無參構造方法，也可以引用有參構造方法：

BiFunction<String,Integer,Apple> c3 = Apple::new; App a1 = c3.apply("gree",110)

    這裡的構造方法Apple(String color,Integer weight)有兩個參數。

參考資料

• 《Java 8 in Action》

Java 8 lambda運算式