关于JAVA8的Lambda表达式

作者：花生_TL007 | 2024-03-24 17:40:31

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关于JAVA8的Lambda表达式

1. 水在前面

这个礼拜忽然心血来潮把Lambda表达式学习了一遍，发现这玩意跟原来想象的好像不是一个东西，写个学习心得供以后复习用。还是那句话，这篇水文不能让你完全掌握，只是用来给我自己温习用的，或者也可以作为小伙伴的学习引路，别指望能读一篇文章就学会了。

2. 关于教材

上周为了学习Lambda还特意跑去图书馆翻了好几本书（期间还被一个8、9的小屁孩鄙视了一番），最后关于Lambda表达式的学习，还是推荐这本《JAVA 8 实战》Raoul-Gabriel Urma，Mario Fusco 著 (pdf版 wx号：zhenyeli86 添加好友请说明技术交流，5毛党)。这本书从对Lambda表达式的背景、使用、以及原理都做了解释，还是我这种水货都能看懂的解释，还为继续往后面深挖扩展。

3. 学习心得

关于Lambda的学习最大的体会是，重要的并不是Lambda本身，而是使用Lambda的上下文。这里可能有点抽象了，但是面向对象本身就是抽象的，先买个关子，好戏在后头。

3.1. Lambda语法


(parameters) -> expression
           或者
(parameters) -> {statement}

3.2. Lambda是什么

按我的理解，Lambda本质上其实是一个函数，一个没有声明函数名称的函数，从语法上就很明显看到有参数列表和函数主体，只不过多了个“->”符号而已。

至于函数的返回值也是一个很有意思的事情，Lambda的函数返回值类型，是根据调用它的上下文来确定的，或者说是根据你想用它的地方的上下文确定了你对Lambada函数的返回值的定义。又有点抽象了，我们继续往后看。

3.3. Lambda用在什么地方

敲黑板，全文浓缩成的一句话在这里了：Lambda表达式可以作为一个函数的“参数”使用，该参数的类型是一个函数式接口！


//调用fun
fun(Lambda表达式);
 
//其中fun的定义如下：
void fun (函数式接口 c){
    //反正这里肯会和Lambda有关
}

神奇不？惊讶不！上文说到Lambda本质上是一个函数，就是说，一个函数的参数居然是另一个函数！对这就是Java 8的传递函数作为参数，其实我猜本质上还是值传递，只是传递了函数的地址值。

慢着，并不是什么函数都可以把Lambda作为参数传入的，参数类型一定是“函数式接口的实例”。那什么是函数式接口呢？函数式接口就是“只有一个抽象方法的接口”。函数式接口不能没有抽象方法，不能没有，也不能有多个，只能是一个抽象方法，至于非抽象方法，你爱整多少个就整多少个。

3.4. 稍微做个总结

在继续水之前，我们先来做个小小的总结：Lambda 表达式本质上是一个函数，它是可以作为一个一个参数传给另一个函数使用，而这个参数的类型是函数式接口。只有一个抽象方法的接口就叫函数式接口。

3.5. Lambda怎么用

3.5.1. 挑绿苹果小程序

下面我们借用一个书上的例子继续水。这个例子是这样描述的，我们要写一个小功能，这个功能是在一堆苹果里面挑出绿色的苹果给用户。好的，根据这个需求，我们写一个小程序（我觉得还是要写一个可以执行的，完整的代码才方便对照阅读）。


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
//定义一个小苹果
class Apple{
	private	String color;
	
	public Apple(String appleColor){
		this.color = appleColor;
	}
	
	public void setColor(String appleColor) {
		this.color = appleColor;
	}
	
	public String getColor() {
		return this.color;
	}
}
 
举个栗子
public class Demo {
	
	//第一版的挑苹果函数
	public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory){
		List<Apple> result = new ArrayList<Apple>();
		
		for (Apple apple: inventory){
			if ("green".equals(apple.getColor())) {
				result.add(apple);
			}
		}
		
		return result;
	}
    
	//主程序
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
        
		List<Apple> appleList = new ArrayList<Apple>();
		appleList.add(new Apple("red"));
		appleList.add(new Apple("green"));
		appleList.add(new Apple("red"));
		
		//获取结果
		List<Apple> ret = filterApples(appleList);
		
		System.out.println("Apples: ");
		for (Apple app: ret) {
			System.out.println( app.getColor() + " apple;"); 
		}	
	
	}	
 
}

上面小程序还写得不错吧，这时候业主爸爸说我除了要挑绿色的苹果，偶尔也挑红色的苹果。作为一个有经验（被折磨多次）的搬砖工，我们立马想到，爸爸下回可能还要重量大于100克的苹果、有虫子的苹果、日本苹果甚至长得像桃子的苹果。。。

3.5.2. 使用策略模式优化

按以前我们除了心里问候一下，肯定也会趁机卖弄下技术，整个策略模式，反正你要怎么挑我就写个对应的策略完事。看下我们写的第二版策略模式的挑苹果小功能：


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
//定义一个小苹果，这次增加了重量属性应付麻烦业主
class Apple{
	private	String color;
	private int weight;
	
	public Apple(String appleColor, int appleWeight){
		this.color = appleColor;
		this.weight = appleWeight;
	}
	
	public String getColor() {
		return this.color;
	}
	
	public int getWeight() {
		return this.weight;
	}
}
 
//苹果挑选器，函数式接口
interface AppleSelector{
	boolean test(Apple a);
}
 
//绿色苹果挑选器
class GreenAppleSelector implements AppleSelector{
 
	@Override
	public boolean test(Apple a) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if ("green".equals(a.getColor()))
		    return true;
		else
			return false;
	}
	
}
 
//红色色苹果挑选器
class RedAppleSelector implements AppleSelector{
 
	@Override
	public boolean test(Apple a) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if ("red".equals(a.getColor()))
		    return true;
		else
			return false;
	}
	
}
 
//大苹果挑选器
class BigAppleSelector implements AppleSelector{
 
	@Override
	public boolean test(Apple a) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (100 <= a.getWeight())
		    return true;
		else
			return false;
	}
	
}
 
public class Demo {
	
	//第一版的挑苹果函数
	public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, AppleSelector selector){
		List<Apple> result = new ArrayList<Apple>();
		
		for (Apple apple: inventory){
			if (selector.test(apple)) {
				result.add(apple);
			}
		}
		
		return result;
	}
    
	//主程序
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
        
		List<Apple> appleList = new ArrayList<Apple>();
		appleList.add(new Apple("red", 100));
		appleList.add(new Apple("green", 200));
		appleList.add(new Apple("red", 50));
		
		//挑绿苹果
		AppleSelector greenSel = new GreenAppleSelector();
		List<Apple> greenRet = filterApples(appleList, greenSel);
		
		//挑大苹果
		AppleSelector bigSel = new BigAppleSelector();
	    List<Apple> bigRet = filterApples(appleList, greenSel);
		
		System.out.println("Green Apples: ");
		for (Apple app: greenRet) {
			System.out.println( app.getColor() + " apple;"); 
		}
		
		System.out.println("Big Apples: ");
		for (Apple app: greenRet) {
			System.out.println( Integer.toString(app.getWeight()) + "g apple;"); 
		}		
		
		
	}	
 
}

3.5.3. Lambda版的策略模式

写到这里小伙伴肯定要吐槽了，水了这么久连个Lambda都没见到！好了我们来看看正主怎么用。其实写道策略模式我觉得代码已经很简洁了，毕竟我只要不断的增加AppleSelector的具体实现就好了，其他的基本不用动了。但是大牛就是大牛，觉得具体实现挑选苹果策略的这段代码就的外围就出现了很多遍，不行！

因此就到了Lambda的出场时刻了！看代码：


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
//定义一个小苹果，这次增加了重量属性应付麻烦业主
class Apple{
	private	String color;
	private int weight;
		
	public Apple(String appleColor, int appleWeight){
		this.color = appleColor;
		this.weight = appleWeight;
	}
	
	public String getColor() {
		return this.color;
	}
	
	public int getWeight() {
		return this.weight;
	}
}
 
//苹果挑选器，函数式接口
interface AppleSelector{
	boolean test(Apple a);
}
 
 
public class Demo {
	
	//第一版的挑苹果函数
	public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, AppleSelector selector){
		List<Apple> result = new ArrayList<Apple>();
		
		for (Apple apple: inventory){
			if (selector.test(apple)) {
				result.add(apple);
			}
		}
		
		return result;
	}
    
	//主程序
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
        
		List<Apple> appleList = new ArrayList<Apple>();
		appleList.add(new Apple("red", 100));
		appleList.add(new Apple("green", 200));
		appleList.add(new Apple("red", 50));
		
		//挑绿苹果
		List<Apple> greenRet = 
            filterApples(appleList, (Apple apple) -> "green".equals(apple.getColor()));
		
		//挑大苹果
	    List<Apple> bigRet = 
            filterApples(appleList, (Apple apple) -> 100 <= apple.getWeight());
		
		System.out.println("Green Apples: ");
		for (Apple app: greenRet) {
			System.out.println( app.getColor() + " apple;"); 
		}
		
		System.out.println("Big Apples: ");
		for (Apple app: greenRet) {
			System.out.println( Integer.toString(app.getWeight()) + "g apple;"); 
		}		
		
		
	}	
 
}

原本在第二版代码中的AppleSelector接口的具体实现没了，被Lambda表达式取代了。Lambda表达式代替AppleSelector的具体实例作为参数传到了filterApples函数中。这就是Lambda的使用方法。

这里我们需要注意一点，Lambda表达式在这个程序中的表现形式和AppleSelector的抽象函数要匹配，才不会报错。

3.6. 编译器怎么识别Lambda

水到这里，基本上讲完了Lambda表达式的使用了。我们再深挖一下，编译器是怎么工作的，专业的说法是，编译器是怎么做上下文推断的。

让我们再次回顾一下3.3节水过的一句话：Lambda表达式可以作为一个函数的“参数”使用，该参数的类型是一个函数式接口！看看Lambda的使用：


List<Apple> bigRet = 
            filterApples(appleList, (Apple apple) -> 100 <= apple.getWeight());

当编译器遇到了Lambda表达式，首先检查filterApples函数的参数类型，是一个AppleSelector，这是一个函数式接口，满足基本条件。再看Lambda的函数描述，参数是Apple类型，返回值是一个boolean类型，这个函数描述抽象出来就是 boolean fun(Apple a) 正好就是AppleSelector的唯一抽象方法声明。因此，编译器就是通过这样的推断，确定了Lambda表达式对应了AppleSelector的test方法。以上就是上下文推断的过程！

4. 水在最后

呼应前文说到的，其实使用Lambda的上下文，比Lambda本身更有意思。可能我对函数式编程的内涵理解还不到位吧，我认为Lambda只是为我们提供了一种简化代码的机制，真正使代码优雅起来的是策略模式。至于说Lambda让代码变得可读性更强，我觉得见人见智吧，起码我感觉直接使用谓语似乎更容易理解。记得前东家的规范上就要求代码还是要简单易懂为优先，毕竟不知道以后是谁来读你写的代码。

本来只是想过一遍Lambda的使用，结果书是越看越深，后面还有函数引用、函数式编程等没搞懂，还是留在下次再水吧。

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