Java8 Lambda表达式总结

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Lambda表达式总结

一、使用范例以及例子

使用匿名内部类:

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Comparator<Integer>com = new Comparator<Integer>() {
    @Override
    public int compare(Integer o1, Integer o2) {  //降序排列
        return Integer.compare(o2,o1);
    }
};

使用Lambda表达式: 

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Comparator<Integer> com = (x, y) -> Integer.compare(y, x);

下面给出一个例子来引入Lambda表达式。

给出一个Employee类，有name、age、salary三个属性：

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public class Employee {
    private String name;
    private int age;
    private double salary;

    public Employee() {
    }
    public Employee(String name, int age, double salary) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.salary = salary;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public double getSalary() {
        return salary;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", salary=" + salary;
    }
}

然后我们需要通过限制查询数据:

  • 比如查询年龄>25岁的所有员工的信息；
  • 再如查询工资>4000的员工信息；

首先给出一个List集合类模拟数据库表: 

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//将数组转换成集合的
List<Employee> employees = Arrays.asList(
    new Employee("张三",23,3333.33),
    new Employee("李四",24,4444.44),
    new Employee("王五",25,5555.55),
    new Employee("赵六",26,6666.66),
    new Employee("田七",27,7777.77)
);

1、原始方法

然后我们写分别查询出年龄大于25岁的员工信息和工资大于4000的员工信息，发现findEmployeesByAge和findEmployeesBySalary两个方法代码非常的相似，只有查询条件不同，所以这个方法是不太可取的。

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public void test3(){
    //年龄
    List<Employee> list = findEmployeesByAge(employees);
    for(Employee emp : list){
        System.out.println(emp);
    }
    //工资
    System.out.println("---------------------");
    List<Employee> list2 = findEmployeesBySalary(employees);
    for(Employee emp : list2){
        System.out.println(emp);
    }
}

//原始方法 : 查询出年龄大于25岁的(这个是最原始的方法)
public List<Employee> findEmployeesByAge(List<Employee>list){
    List<Employee>emps = new ArrayList<>();
    for(Employee emp : list){
        if(emp.getAge() > 25){
            emps.add(emp);
        }
    }
    return emps;
}

//原始方法 : 查询出工资大于4000的(这个是最原始的方法)
//和上面的方法唯一的差别只有年龄和工资的改动，代码冗余
public List<Employee> findEmployeesBySalary(List<Employee>list){
    List<Employee>emps = new ArrayList<>();
    for(Employee emp : list){
        if(emp.getSalary() > 4000){
            emps.add(emp);
        }
    }
    return emps;
}

2、优化方式一-使用策略模式来优化

策略模式需要行为算法族，于是我们创建查询行为的接口MyPredicate<T>: 

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public interface MyPredicate <T>{
    public boolean test(T t);
}

并创建相关的实现类代表不同的算法行为: (分别是年龄 > 25和工资> 4000的 ): 

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public class FilterEmployeeByAge implements MyPredicate<Employee> {
    @Override
    public boolean test(Employee employee) {
        return  employee.getAge() > 25;
    }
}
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public class FilterEmployeeBySalary implements MyPredicate<Employee>{
    @Override
    public boolean test(Employee employee) {
        return employee.getSalary()  >= 4000;
    }
}

这时我们可以只需要创建通用的方法: 具体的调用只需要传入具体的实现类(接口作为参数)

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public List<Employee> filterEmployees(List<Employee>list,MyPredicate<Employee>mp){
    List<Employee>emps = new ArrayList<>();
    for(Employee emp : list){
        if(mp.test(emp)){  //调用相应的过滤器
            emps.add(emp);
        }
    }
    return emps;
}

测试的时候就传入两个不同的类，来指定查询的行为

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//优化方式一 :  使用策略设计模式进行优化  下面的方法只要写一个
public void test4(){
    List<Employee> list = filterEmployees(this.employees, new FilterEmployeeByAge());
    for(Employee emp : list){
        System.out.println(emp);
    }
    System.out.println("------------------------");
    List<Employee> list2 = filterEmployees(this.employees, new FilterEmployeeBySalary());
    for(Employee emp : list2){
        System.out.println(emp);
    }
}

3、优化方式二-使用匿名内部类优化

这样的好处在于不需要创建接口的具体的实现类，(但是还是需要MyPredicate接口和filterEmployees()方法): 

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//优化方式二 ： 使用匿名内部类  这样的好处是不要创建一个额外的 策略类
public void test5(){
    List<Employee> list = filterEmployees(this.employees, new MyPredicate<Employee>() {
        @Override
        public boolean test(Employee employee) {
            return employee.getSalary() > 4000;
        }
    });
    for (Employee emp:list) {
        System.out.println(emp);
    }
}

4、优化方式三-使用Lambda表达式

省去匿名内部类的没用的代码，增强可读性:(注意还是需要那个filterEmployees()方法和MyPredicate接口)

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public void test6(){
    List<Employee> list = filterEmployees(this.employees, (e) -> e.getSalary() > 4000);
    list.forEach(System.out::println);
}

5、优化方式四-使用Stream-API

使用StreamAPI完全不需要其他的代码，包括不需要filterEmployees()方法，代码很简洁:

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public void test7(){
    employees.stream().filter( (e) -> e.getSalary() < 4000 ).limit(2).forEach(System.out::println);
    System.out.println("------------------");
    employees.stream().map(Employee::getName).forEach(System.out::println); //打印所有的名字
}

二、Lambda表达式基础语法

关于箭头操作符:

  • Java8中引入了一个新的操作符，"->"，该操作符称为箭头操作符或者Lambda操作符，箭头操作符将Lambda表达式拆分成两部分；
  • 左侧: Lambda表达式的参数列表，对应的是接口中抽象方法的参数列表；
  • 右侧: Lambda表达式中所需要执行的功能(Lambda体)，对应的是对抽象方法的实现；(函数式接口(只能有一个抽象方法))
  • Lambda表达式的实质是　对接口的实现；

语法格式:

(一)、接口中的抽象方法 : 无参数，无返回值；

例如: Runnable接口中的run方法: 

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public void test1(){
    /*final */int num = 2; //jdk1.7之前必须定义为final的下面的匿名内部类中才能访问

    Runnable r = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("Hello world!" + num); //本质还是不能对num操作(只是jdk自己为我们设置成了final的)
        }
    };
    r.run();

    System.out.println("----------使用Lambda输出-----------");

    Runnable r1 = () -> System.out.println("Hello world!" + num);
    r1.run();
}

(二)、接口中的抽象方法 : 一个参数且无返回值； (若只有一个参数，那么小括号可以省略不写)

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public void test2(){
//  Consumer<String>con = (x) -> System.out.println(x);
    Consumer<String>con = x -> System.out.println(x);
    con.accept("Lambda牛逼!");
}

(三)、两个参数，有返回值，并且有多条语句 ：　要用大括号括起来，而且要写上return

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public void test3(){
     Comparator<Integer>com = (x,y) -> {
         System.out.println("函数式接口");
         return Integer.compare(y,x); //降序
     };
     
     Integer[] nums = {4,2,8,1,5};
     Arrays.sort(nums,com);
     System.out.println(Arrays.toString(nums));
}

输出: 

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函数式接口
函数式接口
函数式接口
函数式接口
函数式接口
函数式接口
函数式接口
函数式接口
函数式接口
[8, 5, 4, 2, 1]

(四)、两个参数，有返回值，但是只有一条语句:　大括号省略，return省略

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public void test4(){
     Comparator<Integer>com = (x,y) -> Integer.compare(x,y);//升序
     Integer[] nums = {4,2,8,1,5};
     Arrays.sort(nums,com);
     System.out.println(Arrays.toString(nums));
 }

输出: 

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[1, 2, 4, 5, 8]

(五)、 Lambda表达式的参数列表的数据类型 可以省略不写，因为JVM编译器通过上下文推断出数据类型，即”类型推断”， (Integer x,Integer y ) -> Integer.compare(x,y)可以简写成(x,y) -> Integer.compare(x,y)；

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上联: 左右遇一括号省
下联: 左侧推断类型省
横批: 能省则省

三、函数式接口

  • 若接口中只有一个抽象方法的接口称为函数式接口；
  • 可以使用注解@FunctionlInterface来标识，可以检查是否是函数式接口；

例子: 对一个进行+-*/的运算：　

函数式接口: 

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@FunctionalInterface //函数式接口
public interface MyFunction {
    public Integer getValue(Integer num);
}

通用函数: 

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public Integer operation(Integer num,MyFunction mf){
    return mf.getValue(num);
}

测试: 

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public void test5(){
     Integer res = operation(200, (x) -> x * x);
     System.out.println(res);
 }

四、Lambda练习

1、练习一-Employee类中先按年龄比，年龄相同按照姓名比-都是升序

先给出集合，模拟数据库表: 

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List<Employee> employees = Arrays.asList(
        new Employee("田七",27,7777.77),
        new Employee("王五",24,5555.55),
        new Employee("张三",23,3333.33),
        new Employee("李四",24,4444.44),
        new Employee("赵六",26,6666.66)
);
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public void test1(){
   Collections.sort(employees,(x,y) ->{
       if(x.getAge() == y.getAge()){
           return x.getName().compareTo(y.getName());
       }else{
           return Integer.compare(x.getAge(),y.getAge());
       }
   });

   for (Employee emp: employees) {
       System.out.println(emp);
   }
}

输出: 

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name='张三', age=23, salary=3333.33
name='李四', age=24, salary=4444.44
name='王五', age=24, salary=5555.55
name='赵六', age=26, salary=6666.66
name='田七', age=27, salary=7777.77

2、练习二-声明一个带两个泛型的接口，并且对两个Long型数值计算

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@FunctionalInterface
public interface MyCalFunction<T,R> {
    public R getValue(T t1,T t2); 
}

对应函数和测试: 

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public void test3(){
    op(200L,200L,(x,y) -> x + y);
    op(200L,200L,(x,y) -> x * y);
}
public void op(Long l1,Long l2,MyCalFunction<Long,Long>mc){//需求: 对于两个long型运算进行处理
    System.out.println(mc.getValue(l1, l2));
}

更多的例子: (取自<<Java8实战>>)
在这里插入图片描述

根据上述语法规则，以下哪个不是有效的Lambda表达式？
(1) () -> {}
(2) () -> “Raoul”
(3) () -> {return “Mario”;}
(4) (Integer i) -> return “Alan” + i;
(5) (String s) -> {“IronMan”;}
答案：只有4和 5是无效的Lambda。

(1) 这个Lambda没有参数，并返回void。 它类似于主体为空的方法：public void run() {}。
(2) 这个Lambda没有参数，并返回String作为表达式。
(3) 这个Lambda没有参数，并返回String（利用显式返回语句）。

(4) return是一个控制流语句。要使此Lambda有效，需要使花括号，如下所示：(Integer i) -> {return "Alan" + i;}。

(5)“Iron Man”是一个表达式，不是一个语句。要使此Lambda有效，你可以去除花括号和分号，如下所示：(String s) -> "Iron Man"。或者如果你喜欢，可以使用显式返回语句，如下所示：(String s)->{return "IronMan";}。

(注意类型可以省略(类型推导)。

下面是一些使用示例:在这里插入图片描述

上图的Apple类: 

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public class Apple {
    public String color;
    public int weight;

    public Apple() {
    }
    public Apple(String color, int weight) {
        this.color = color;
        this.weight = weight;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getWeight() {
        return weight;
    }

    public void setWeight(int weight) {
        this.weight = weight;
    }
}

五、Java8四大内置函数式接口

我们发现，如果使用Lambda还要自己写一个接口的话太麻烦，所以Java自己提供了一些接口:

  • Consumer< T >con 消费性 接口: void accept(T t)；
  • Supplier< T >sup供给型接口 : T get()；
  • Function< T , R >fun 函数式接口 : R apply (T t)；
  • Predicate< T >： 断言形接口 : boolean test(T t)；

1、Consumer< T >con消费性接口-void accept(T t)

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@Test
public void test1(){
    apply(1000,(num) -> System.out.println("消费了" + num + "元!"));
}
public void apply(double num,Consumer<Double>con){
    con.accept(num);
}

2、Supplier< T >sup供给型接口-T get()

例子: 产生指定个数的整数，并放入集合中；

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public void test2(){
    ArrayList<Integer> res = getNumList(10, () -> (int) (Math.random() * 100));
    System.out.println(res);
}
//需求，产生指定个数的整数，并放入集合中
public ArrayList<Integer> getNumList(int num, Supplier<Integer>sup){
    ArrayList<Integer>list = new ArrayList<>();
    for(int i = 0; i < num; i++){
        Integer e = sup.get();
        list.add(e);
    }
    return list;
}

3、Function< T, R >fun函数式接口- R apply (T t)

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public void test3(){
    String newStr = strHandler("abc", (str) -> str.toUpperCase());
    System.out.println(newStr);
    newStr = strHandler("   abc  ", (str) -> str.trim());
    System.out.println(newStr);
}
public String strHandler(String str, Function<String,String>fun){
    return fun.apply(str);
}

4、Predicate< T >断言形接口-boolean test(T t)

判断一些字符串数组判断长度>2的字符串: 

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public void test4(){
    List<String> list = Arrays.asList("Hello", "atguiu", "lambda", "ok", "www", "z");
    List<String> res = filterStr(list, (str) -> str.length() > 2);
    System.out.println(res);
}
//需求
public List<String> filterStr(List<String>list, Predicate<String>pre){
    ArrayList<String>res = new ArrayList<>();
    for(String str : list){
        if(pre.test(str)){
            res.add(str);
        }
    }
    return res;
}

六、方法引用和构造器引用

1、方法引用

使用前提: Lambda体中调用方法的参数列表和返回值类型，要和函数式接口中抽象方法的参数列表和返回值类型保持一致；

1)、语法格式(一) 对象::实例方法名

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public void test1(){
	//普通写法
     PrintStream ps = System.out;
     Consumer<String>con = (x) -> ps.println(x);
     con.accept("hello !");

     System.out.println("----------------------");
	//简写
     Consumer<String>con1 = ps::println;
     con1.accept("hello ! ");

     System.out.println("----------------------");
	//更简单的写法
     Consumer<String>con2 = System.out::println;
     con2.accept("hello ! ");
}

注意，这样写的前提: Consumer中的accept()方法和println()方法的参数列表和返回类型要完全一致:
这里写图片描述
这里写图片描述

再看一个例子:
三种写法的效果是一样的: 

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public class TestLambda {

    public static void main(String[] args) {

        // method 1
        Consumer<String> consumer = s -> System.out.println(s);
        useConsumer(consumer,"123");

        //method 2
        useConsumer(s -> System.out.println(s),"123");

        //method3   method reference (方法引用)
        useConsumer(System.out::println,"123"); //因为println和 accept 是同样的只有一个入参，没有返回值
    }

    public static <T> void useConsumer(Consumer<T> consumer,T t){
        consumer.accept(t);
    }
}

再看一个例子: 

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public static void main(String[] args) {
    //都是输出 字符 'l'
    BiFunction<String,Integer,Character> bf = String::charAt; //这里第一个必须传入　String
    Character c = bf.apply("hello,", 2);
    System.out.println(c);

    //注意这里使用的是Function 接口
    String str = new String("hello");
    Function<Integer,Character> f = str::charAt; //这里不需要String
    Character c2 = f.apply(2);
    System.out.println(c2);
}

再看一个例子: 

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public void test2(){
    Employee emp = new Employee("zx",23,5555);

    Supplier<String>sup = () -> emp.getName();
    System.out.println(sup.get());

    //简写
    Supplier<String>sup2 = emp::getName;
    System.out.println(sup2.get());
}

这里写图片描述

这里写图片描述

2)、语法格式(二) 类名::静态方法

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public void test3(){
     Comparator<Integer>com = (x,y) -> Integer.compare(x,y);

     Comparator<Integer>com2 = Integer::compare;
}

Integer类中的

这里写图片描述

Comparator接口中的方法:

这里写图片描述

3)、语法格式(三) 类::实例方法名

使用注意: 若Lambda参数列表中的第一个参数是实例方法的第一个调用者，而第二个参数是实例方法的参数时，可以使用ClassName :: method。

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public void test4(){
    BiPredicate<String,String>bp = (x,y) -> x.equals(y);

    BiPredicate<String,String>bp2 = String::equals;
}

这里写图片描述

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2)、构造器引用

需要调用构造器的参数列表，要与函数式接口中的抽象方法的参数列表保持一致；

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public void test5(){
    Supplier<Employee>sup = () -> new Employee();

    Supplier<Employee>sup2 = Employee::new; //调用的是默认的
    System.out.println(sup2.get());
}

输出: 

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name='null', age=0, salary=0.0

这里写图片描述

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再看构造器一个参数的: 

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public void test6(){
    Function<String,Employee>fun = Employee::new;
    System.out.println(fun.apply("zx"));
}

输出：

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name='zx', age=0, salary=0.0

这里写图片描述

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如果想要匹配多个的，(两个的可以使用BiFunction)，下面看一个三个的:
例如想匹配这个: 

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public class ComplexApple {

    private String name;
    private int weight;
    private String color;

    public ComplexApple() {
    }

    //匹配这个构造方法
    public ComplexApple(String name, int weight, String color) {
        this.name = name;
        this.weight = weight;
        this.color = color;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getWeight() {
        return weight;
    }

    public void setWeight(int weight) {
        this.weight = weight;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
}

自己建一个接口:

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@FunctionalInterface
public interface ThreeFunction<A,B,C,R> {
    R apply(A a,B b,C c);
}

测试: 

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public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        ThreeFunction<String,Integer,String,ComplexApple> tf = ComplexApple::new;

        ComplexApple apple = tf.apply("蓝色", 12, "好苹果");
        
    }
}

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