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Lambda表达式

函数式编程思想概述

       在数学中,函数就是有输入量、输出量的一套计算方案,也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言,面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”,而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么,而不是以什么形式做
做什么,而不是怎么做
       我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗?不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是:将run方法体内的代码传递给Thread类知晓。
传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。那,有没有更加简单的办法?如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上,就会发现只要能够更好地达到目的,过程与形式其实并不重要。
Lambda的优化
       当需要启动一个线程去完成任务时,通常会通过java.lang.Runnable接口来定义任务内容,并使用java.lang.Thread类来启动该线程。
传统写法,代码如下:
public class Demo03Thread {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("多线程任务执行!");
            }
        }).start();
    }
}
本着“一切皆对象”的思想,这种做法是无可厚非的:首先创建一个Runnable接口的匿名内部类对象来指定任务内容,再将其交给一个线程来启动。
代码分析:
对于Runnable的匿名内部类用法,可以分析出几点内容:
·       Thread类需要Runnable接口作为参数,其中的抽象run方法是用来指定线程任务内容的核心;
·       为了指定run的方法体,不得不需要Runnable接口的实现类;
·       为了省去定义一个RunnableImpl实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
·       必须覆盖重写抽象run方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍,且不能写错;
·       而实际上,似乎只有方法体才是关键所在
Lambda表达式写法,代码如下:
       借助Java 8的全新语法,上述Runnable接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效:

public class Demo04LambdaRunnable {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行!")).start(); // 启动线程
    }
}
这段代码和刚才的执行效果是完全一样的,可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出:我们启动了一个线程,而线程任务的内容以一种更加简洁的形式被指定。
不再有“不得不创建接口对象”的束缚,不再有“抽象方法覆盖重写”的负担,就是这么简单!
Lambda的格式
标准格式:
       Lambda省去面向对象的条条框框,格式由3个部分组成:
·       一些参数
·       一个箭头
·       一段代码
Lambda表达式的标准格式为:

(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }

格式说明:
·       小括号内的语法与传统方法参数列表一致:无参数则留空;多个参数则用逗号分隔。
·       ->是新引入的语法格式,代表指向动作。
·       大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。
匿名内部类与lambda对比:

new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("多线程任务执行!");
            }
}).start();
仔细分析该代码中,Runnable接口只有一个run方法的定义:
·       public abstract void run();
即制定了一种做事情的方案(其实就是一个方法):
·       无参数:不需要任何条件即可执行该方案。
·       无返回值:该方案不产生任何结果。
·       代码块(方法体):该方案的具体执行步骤。
同样的语义体现在Lambda语法中,要更加简单:

() -> System.out.println("多线程任务执行!")

·       前面的一对小括号即run方法的参数(无),代表不需要任何条件;
·       中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码;
·       后面的输出语句即业务逻辑代码。
参数和返回值:
下面举例演示java.util.Comparator<T>接口的使用场景代码,其中的抽象方法定义为:
·       public abstract int compare(T o1, T o2);
当需要对一个对象数组进行排序时,Arrays.sort方法需要一个Comparator接口实例来指定排序的规则。假设有一个Person类,含有String name和int age两个成员变量:

public class Person {
    private String name;
    private int age;
   
    // 省略构造器、toString方法与Getter Setter
}

传统写法
如果使用传统的代码对Person[]数组进行排序,写法如下:
public class Demo05Comparator {
    public static void main(String[] args) {
        // 本来年龄乱序的对象数组
        Person[] array = { new Person("古力娜扎", 19),          new Person("迪丽热巴", 18),             new Person("马尔扎哈", 20) };

        // 匿名内部类

        Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() {
            @Override

            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge() - o2.getAge();
            }
        };
        Arrays.sort(array, comp); // 第二个参数为排序规则,即Comparator接口实例


        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

这种做法在面向对象的思想中,似乎也是“理所当然”的。其中Comparator接口的实例(使用了匿名内部类)代表了“按照年龄从小到大”的排序规则。
代码分析
下面我们来搞清楚上述代码真正要做什么事情。
·       为了排序,Arrays.sort方法需要排序规则,即Comparator接口的实例,抽象方法compare是关键;
·       为了指定compare的方法体,不得不需要Comparator接口的实现类;
·       为了省去定义一个ComparatorImpl实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
·       必须覆盖重写抽象compare方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍,且不能写错;
·       实际上,只有参数和方法体才是关键
Lambda写法

public class Demo06ComparatorLambda {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] array = {
            new Person("古力娜扎", 19),
            new Person("迪丽热巴", 18),
            new Person("马尔扎哈", 20) };

        Arrays.sort(array, (Person a, Person b) -> {
            return a.getAge() - b.getAge();
        });

        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}
省略格式:
省略规则
在Lambda标准格式的基础上,使用省略写法的规则为:
1.     小括号内参数的类型可以省略;
2.     如果小括号内有且仅有一个参,则小括号可以省略;
3.     如果大括号内有且仅有一个语句,则无论是否有返回值,都可以省略大括号、return关键字及语句分号。
备注:掌握这些省略规则后,请对应地回顾本章开头的多线程案例。
可推导即可省略
Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”,所以凡是可以推导得知的信息,都可以省略。例如上例还可以使用Lambda的省略写法:

Runnable接口简化:
1. () -> System.out.println("多线程任务执行!")
Comparator接口简化:
2. Arrays.sort(array, (a, b) -> a.getAge() - b.getAge());
Lambda的前提条件
Lambda的语法非常简洁,完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意:
1.     使用Lambda必须具有接口,且要求接口中有且仅有一个抽象方法。无论是JDK内置的Runnable、Comparator接口还是自定义的接口,只有当接口中的抽象方法存在且唯一时,才可以使用Lambda。
2.     使用Lambda必须具有接口作为方法参数。也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型,才能使用Lambda作为该接口的实例。
备注:有且仅有一个抽象方法的接口,称为“函数式接口”。


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