Lambda 表达式
Lambda 表达式是一个 Java 8 以后开始支持的一个非常优雅的新特性,本小节我们将学习什么是 Lambda 表达式,为什么需要 Lambda 表达式,Lambda 表达式的基础语法,以及 Lambda 表达式的实际应用等内容。
1. 什么是 Lambda 表达式
Lambda 表达式基于数学中的 λ 演算得名,直接对应于其中的 lambda 抽象(lambda abstraction),是一个匿名函数,即没有函数名的函数。
Lambda 表达式是一个匿名函数,匿名函数由 LISP
语言在 1958 年首先采用,此后,越来越多的编程语言开始陆续采用。
我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可传递的代码(将代码像数据一样传递)。使用它可以写出简洁、灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格,使 Java 语言的表达能力得到了提升。
2. 为什么需要 Lambda 表达式
在 Java 8 之前,编写一个匿名内部类的代码很冗长、可读性很差,请查看如下实例:
public class LambdaDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 实例化一个 Runnable 接口的匿名实现类对象
Runnable runnable = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello, 匿名内部类");
}
};
// 执行匿名内部类的 run() 方法
runnable.run();
}
}
运行结果:
Hello, 匿名内部类
Lambda 表达式的应用则使代码变得更加紧凑,可读性增强;另外,Lambda 表达式使并行操作大集合变得很方便,可以充分发挥多核 CPU 的优势,更易于为多核处理器编写代码。
下面我们使用 Lambda
表达式改写上面的代码。
如果你使用 IDEA
编写代码,可以直接一键智能修改,首先,将鼠标光标移动到灰色的 new Runnable()
代码处,此时会弹出一个提示框,提示可以使用 Lambda
表达式替换,点击 Replace with lambda
按钮即可完成代码替换,截图如下:
修改后实例如下:
public class LambdaDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 实例化一个 Runnable 接口的匿名实现类对象
Runnable runnable = () -> System.out.println("Hello, 匿名内部类");
// 执行匿名内部类的 run() 方法
runnable.run();
}
}
运行结果:
Hello, 匿名内部类
通过对比,使用 lambda
表达式实现了与匿名内部类同样的功能,并且仅仅用了一行代码,代码变得更加简洁了。对于这样的写法,你可能还非常疑惑,但别担心,我们马上就来详细讲解基础语法。
3. 基础语法
Lambda 表达式由三个部分组成:
- 一个括号内用逗号分隔的形式参数列表:实际上就是接口里面抽象方法的参数;
- 一个箭头符号:->,这个箭头我们又称为 Lambda 操作符或箭头操作符;
- 方法体:可以是表达式和代码块,是重写的方法的方法体。语法如下:
- 方法体为表达式,该表达式的值作为返回值返回。
(parameters) -> expression
- 方法体为代码块,必须用 {} 来包裹起来,且需要一个 return 返回值,但若函数式接口里面方法返回值是 void,则无需返回值。
(parameters) -> {
statement1;
statement2;
}
4. 使用实例
通过上面一系列内容的学习,我们可以得出一个结论:Lambda 表达式本质上就是接口实现类的对象,它简化了之前匿名内部类的冗长代码的编写。
关于 Lambda 表达式的具体使用,我们将根据语法格式分为 5 种展开介绍。
4.1 无参数无返回值
无参数无返回值,指的是接口实现类重写的方法是无参数无返回值的,我们一开始提到的 Runnable
接口匿名内部类就属于此类:
public class LambdaDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 通过匿名内部类实例实例化一个 Runnable 接口的实现类
Runnable runnable1 = new Runnable() {
@Override
public void run() { // 方法无形参列表,也无返回值
System.out.println("Hello, 匿名内部类");
}
};
// 执行匿名内部类的 run() 方法
runnable1.run();
// 无参数无返回值,通过 lambda 表达式来实例化 Runnable 接口的实现类
Runnable runnable2 = () -> System.out.println("Hello, Lambda");
// 执行通过 lambda 表达式实例化的对象下的 run() 方法
runnable2.run();
}
}
运行结果:
Hello, 匿名内部类
Hello, Lambda
4.2 单参数无返回值
无参数无返回值,指的是接口实现类重写的方法是单个参数,返回值为 void
的,实例如下:
import java.util.function.Consumer;
public class LambdaDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 单参数无返回值
Consumer<String> consumer1 = new Consumer<String>() {
@Override
public void accept(String s) {
System.out.println(s);
}
};
consumer1.accept("Hello World!");
Consumer<String> consumer2 = (String s) -> {
System.out.println(s);
};
consumer2.accept("你好,世界!");
}
}
运行结果:
Hello World!
你好,世界!
4.3 省略数据类型
什么叫省略数据类型呢?我们依旧采用上面的实例,使用 Lambda
表达式可以省略掉括号中的类型,实例代码如下:
// 省略类型前代码
Consumer<String> consumer2 = (String s) -> {
System.out.println(s);
};
consumer2.accept("你好,世界!");
// 省略类型后代码
Consumer<String> consumer3 = (s) -> {
System.out.println(s);
};
consumer3.accept("你好,世界!");
Tips:之所以能够省略括号中的数据类型,是因为我们在
Comsumer<String>
处已经指定了泛型,编译器可以推断出类型,后面就不用指定具体类型了。称为类型推断。
4.4 省略参数的小括号
当我们写的 Lambda
表达式只需要一个参数时,参数的小括号就可以省略,改写上面实例的代码:
// 省略小括号前代码
Consumer<String> consumer3 = (s) -> {
System.out.println(s);
};
consumer3.accept("你好,世界!");
// 省略小括号后代码
Consumer<String> consumer4 = s -> {
System.out.println(s);
};
consumer3.accept("你好,世界!");
观察实例代码,之前的 (s) ->
可以改写成 s ->
,这样写也是合法的。
4.5 省略 return 和大括号
当 Lambda
表达式体只有一条语句时,如果有返回,则 return 和大括号都可以省略,实例代码如下:
import java.util.Comparator;
public class LambdaDemo4 {
public static void main(String[] args) {
// 省略 return 和 {} 前代码
Comparator<Integer> comparator1 = (o1, o2) -> {
return o1.compareTo(o2);
};
System.out.println(comparator1.compare(12, 12));
// 省略 return 和 {} 后代码
Comparator<Integer> comparator2 = (o1, o2) -> o1.compareTo(o2);
System.out.println(comparator2.compare(12, 23));
}
}
运行结果:
0
-1
5. 小结
通过本小节的学习,我们知道了 Lambda
表达式并不是 Java 所特有的特性,很多主流编程语言都支持 Lambda
表达式,在 Java 中,Lambda 表达式实际上就是接口实现类的对象,它简化了之前匿名内部类的冗长代码的编写。Lambda 表达式能使代码变得更加紧凑,增强代码的可读性;另外,Lambda 表达式使并行操作大集合变得很方便,可以充分发挥多核 CPU 的优势,更易于为多核处理器编写代码。
我们也通过大量的实例代码介绍了 Lambda
的语法格式和实际使用,通过这些实例,可以发现 Lambda
表达式对于接口也是有要求的 —— 接口内部只能包含一个抽象方法,如果接口内部包含多个抽象方法,我们就无法使用 Lambda
表达式了,这样只包含一个抽象方法的接口,我们称为函数式接口,下一小节我们将详细介绍函数式接口。
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