Java8新特性系列-Lambda

By | 2022年2月8日
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Lambda Expressions in Java 8

Lambda 表达式是 Java 8 最流行的特性。它们将函数式编程概念引入 Java，这是一种完全面向对象的命令式编程语言。 函数式编程语言的工作原理超出了本文的范围，但我们将提取一个特性，该特性对于使用 OOP 的我们来说是显而易见的。

在这篇文章中，我们将了解 lambda 表达式到底是什么以及它们如何融入整个 Java 生态系统。 我们还将查看不使用 lambda 表达式的示例代码，然后重构此代码以使用 lambda。

理解一个Lambda表达式

Lambda 表达式是我们可以传递执行的代码块。 将代码块传递给函数是我们作为 Java 程序员不习惯的事情。 我们所有的行为定义代码都封装在方法体中，并通过对象引用执行，就像使用以下代码一样：

public class LambdaDemo {
    public void printSomething(String something) {
        System.out.println(something);
    }

    public static void main(String[] args) {
        LambdaDemo demo = new LambdaDemo();
        String something = "I am learning Lambda";
        demo.printSomething(something);
    }
}

这是对调用者隐藏方法实现的经典 OOP 风格。 调用者只需将一个变量传递给该方法，然后该方法对变量的值执行一些操作并返回另一个值或产生副作用，就像在我们的例子中一样。

我们现在将看到一个等效的实现，它使用行为传递而不是变量传递。 为了实现这一点，我们必须创建一个函数式接口来定义抽象行为而不是方法。 功能接口是只有一个方法的接口：

public class LambdaDemo {
    interface Printer {
        void print(String val);
    }

    public void printSomething(String something, Printer printer) {
        printer.print(something);
    }
}

在上面的实现中，Printer 接口负责所有的打印。 printSomething 方法不再定义行为，而是执行由 Printer 定义的行为：

public static void main(String[] args) {
    LambdaDemo demo = new LambdaDemo();
    String something = "I am using a Functional interface";
    Printer printer = new Printer() {
        @Override
        public void print(String val) {
            System.out.println(val);
        }
    };
    demo.printSomething(something, printer);
}

你们中的细心的人可能已经注意到我们在这里没有做任何新的事情。 这是真的，因为我们还没有应用 lambda 表达式。 我们简单地创建了 Printer 接口的具体实现并将其传递给 printSomething 方法。

上面的演示旨在将我们带到在 Java 中引入 Lambda 表达式的关键目标：Lambda 表达式主要用于定义功能接口的内联实现。

在我们使用 lambda 表达式重构上面的例子之前，让我们学习必要的语法：

(param1,param2,param3...,paramN) - > {//block of code;}

一个 lambda 构成一个用括号括起来的逗号分隔的形式参数列表，就像我们在方法声明中定义的那样，后跟一个指向要执行的代码的箭头标记。 现在让我们重构上面的代码以使用 lambda：

public static void main(String[] args) {
    LambdaDemo demo = new LambdaDemo();
    String something = "I am learning Lambda";
    /**/
    Printer printer = (String toPrint)->{System.out.println(toPrint);};
    /**/
    demo.printSomething(something, printer);
}

非常紧凑和美观。 由于函数式接口只声明了一个方法，因此在 lambda 的第一部分中传递的参数会自动映射到方法的参数列表中，并且箭头右侧的代码被视为方法的具体实现

为什么要使用Lambda表达式

与上一节中的演示一样，lambda 表达式使我们能够拥有更紧凑的代码，更易于阅读和遵循。 在性能和多核处理方面还有其他好处，但只有在了解 Streams API 后才能理解，因此超出了本文的范围。

比较使用和不使用 lambda 的主要方法实现肯定向我们展示了 lambda 表达式在缩短代码方面的强大功能：

public static void main(String[] args) {
    LambdaDemo demo = new LambdaDemo();
    String something = "I am learning Lambda";
    /**/
    Printer printer = (String toPrint)->{System.out.println(toPrint);};
    /**/
    demo.printSomething(something, printer);
}

我们可以让我们的代码比这更简洁。 碰巧的是，即使没有在箭头左侧指定参数的类型，编译器也会从接口方法的形式参数中推断出它的类型：

Printer printer = (toPrint)->{System.out.println(toPrint);};

我们仍然可以做得更好。 lambda 的另一个特点是：如果只有一个参数，我们可以完全去掉括号。 同样，如果箭头右边只有一个语句，我们也可以去掉大括号：

Printer printer = toPrint -> System.out.println(toPrint);

现在我们的代码真的开始看起来很可爱了。 我们才刚刚开始。 如果我们的接口方法不带任何参数，我们可以用空括号替换声明：

() -> System.out.println("anything");

不如我们直接内联 lambda，而不先创建一个对象，然后将它传递给 saySomething 方法：

public static void main(String[] args) {
    LambdaDemo demo = new LambdaDemo();
    String something="I am Lambda";
    /**/
    demo.printSomething(something, toPrint -> System.out.println(toPrint));
}

现在我们真的开始谈论函数式编程了。 我们最初的九行主体现在减少到只有 3 行。 这种代码的紧凑性使得 lambda 表达式对 Java 程序员非常有吸引力。