Java中Lambda表达式的使用

Java中Lambda表达式的使用

Lambda表达式概述

Lambda表达式的本质只是一个\"语法糖\由编译器推断并帮我们转换包装为常规的代码,因此我们可以使用更少的代码来实现同样的功能。本人建议不要乱用,因为这就和某些很高级的黑客写的代码一样,简洁,难懂,难以调试,维护人员想骂娘。

Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许我们通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。

Lambda表达式还增强了集合库。 Java SE 8添加了2个对集合数据进行批量操作的包: java.util.function 包以及java.util.stream 包。 流(stream)就如同迭代器(iterator),但附加了许多额外的功能。 总的来说,lambda表达式和 stream 是自Java语言添加泛型(Generics)和注解(annotation)以来最大的变化。 在本文中,我们将从简单到复杂的示例中见认识lambda表达式和stream的强悍。

环境准备

如果还没有安装Java 8,那么我们应该先安装才能使用lambda和stream(译者建议在虚拟机中安装,测试使用)。 像NetBeans 和IntelliJ IDEA 一类的工具和IDE就支持Java 8特性,包括lambda表达式,可重复的注解,紧凑的概要文件和其他特性。

Lambda表达式的语法

基本语法:

(parameters) -> expression

或

(parameters) ->{ statements; }

Java lambda表达式的简单例子:

// 1. 不需要参数,返回值为 5

() -> 5

// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值

x -> 2 * x

// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值

(x, y) -> x – y

// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和

(int x, int y) -> x + y

// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)

(String s) -> System.out.print(s)

基本的Lambda例子

现在,我们已经知道什么是lambda表达式,让我们先从一些基本的例子开始。 在本节中,我们将看到lambda表达式如何影响我们编码的方式。 假设有一个玩家List ,程序员可以使用 for 语句 (\"for 循环\")来遍历,在Java SE 8中可以转换为另一种形式:

String[] atp = {\"Rafael Nadal\

\"Stanislas Wawrinka\

\"David Ferrer\

\"Andy Murray\

\"Juan Martin Del Potro\

List players = Arrays.asList(atp);

// 以前的循环方式

for (String player : players) {

System.out.print(player + \"; \");

}

// 使用 lambda 表达式以及函数操作(functional operation)

players.forEach((player) -> System.out.print(player + \"; \"));

// 在 Java 8 中使用双冒号操作符(double colon operator)

players.forEach(System.out::println);

正如我们看到的,lambda表达式可以将我们的代码缩减到一行。 另一个例子是在图形用户界面程序中,匿名类可以使用lambda表达式来代替。 同样,在实现Runnable接口时也可以这样使用:

// 使用匿名内部类

btn.setOnAction(new EventHandler() {

@Override

public void handle(ActionEvent event) {

System.out.println(\"Hello World!\");

}

});

// 或者使用 lambda expression

btn.setOnAction(event -> System.out.println(\"Hello World!\"));

使用lambdas 来实现 Runnable接口 的示例:

Runnable就是一个函数式接口：他只有一个方法run()方法。

1、因为run()方法没有参数，所以 ->前面的()中不需要声明形参

2、run返回的是void，所以不需要return。

3、->后面写的代码其实就是定义在run方法内的代码。因为此处代码只有一行，所以{}也可以省略。如果此处多与一行，则无法省略。

// 1.1使用匿名内部类

new Thread(new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(\"Hello world !\");

}

}).start();

// 1.2使用 lambda expression

new Thread(() -> System.out.println(\"Hello world !\")).start();

// 2.1使用匿名内部类

Runnable race1 = new Runnable() {

@Override

public void run() {

System.out.println(\"Hello world !\");

}

};

// 2.2使用 lambda expression

Runnable race2 = () -> System.out.println(\"Hello world !\");

// 直接调用 run 方法(没开新线程哦!)

race1.run();

race2.run();

Runnable 的 lambda表达式,使用块格式,将五行代码转换成单行语句。 接下来,在下一节中我们将使用lambdas对集合进行排序。

使用Lambdas排序集合

在Java中,Comparator 类被用来排序集合。 在下面的例子中,我们将根据球员的 name, surname, name 长度 以及最后一个字母。 和前面的示例一样,先使用匿名内部类来排序,然后再使用lambda表达式精简我们的代码。

在第一个例子中,我们将根据name来排序list。 使用旧的方式,代码如下所示:

String[] players = {\"Rafael Nadal\

\"Stanislas Wawrinka\

\"Roger Federer\

\"Tomas Berdych\

\"Richard Gasquet\

// 1.1 使用匿名内部类根据 name 排序 players

Arrays.sort(players, new Comparator() {

@Override

public int compare(String s1, String s2) {

return (s1.compareTo(s2));

}

});

使用lambdas,可以通过下面的代码实现同样的功能:

// 1.2 使用 lambda expression 排序 players

Comparator sortByName = (String (s1.compareTo(s2));

Arrays.sort(players, sortByName);

// 1.3 也可以采用如下形式:

s1, String s2) ->

Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2)));

其他的排序如下所示。 和上面的示例一样,代码分别通过匿名内部类和一些lambda表达式来实现Comparator :

// 1.1 使用匿名内部类根据 surname 排序 players

Arrays.sort(players, new Comparator() {

@Override

public int compare(String s1, String s2) {

return (s1.substring(s1.indexOf(\" \")).compareTo(s2.substring(s2.indexOf(\" \"))));

}

});

// 1.2 使用 lambda expression 排序,根据 surname

Comparator sortBySurname = (String s1, String s2) ->

( s1.substring(s1.indexOf(\" \")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(\" \")) ) );

Arrays.sort(players, sortBySurname);

// 1.3 或者这样,怀疑原作者是不是想错了,括号好多...

Arrays.sort(players, (String s1, String s2) ->

( s1.substring(s1.indexOf(\" \")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(\" \")) ) )

);

// 2.1 使用匿名内部类根据 name lenght 排序 players

Arrays.sort(players, new Comparator() {

@Override

public int compare(String s1, String s2) {

return (s1.length() - s2.length());

}

});

// 2.2 使用 lambda expression 排序,根据 name lenght

Comparator sortByNameLenght = (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length());

Arrays.sort(players, sortByNameLenght);

// 2.3 or this

Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length()));

// 3.1 使用匿名内部类排序 players, 根据最后一个字母

Arrays.sort(players, new Comparator() {

@Override

public int compare(String s1, String s2) {

return (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));

}

});

// 3.2 使用 lambda expression 排序,根据最后一个字母

Comparator sortByLastLetter =

(String s1, String s2) ->

(s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));

Arrays.sort(players, sortByLastLetter);

// 3.3 or this

Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1)));

就是这样,简洁又直观。 在下一节中我们将探索更多lambdas的能力,并将其与 stream 结合起来使用。

使用Lambdas和Streams

Stream是对集合的包装,通常和lambda一起使用。 使用lambdas可以支持许多操作,如 map, filter, limit, sorted, count, min, max, sum, collect 等等。 同样,Stream使用懒运算,他们并不会真正地读取所有数据,遇到像getFirst() 这样的方法就会结束链式语法。 在接下来的例子中,我们将探索lambdas和streams 能做什么。 我们创建了一个Person类并使用这个类来添加一些数据到list中,将用于进一步流操作。 Person 只是一个简单的POJO类:

public class Person {

private String firstName, lastName, job, gender;

private int salary, age;

public Person(String firstName, String lastName, String job,

String gender, int age, int salary) {

this.firstName = firstName;

this.lastName = lastName;

this.gender = gender;

this.age = age;

this.job = job;

this.salary = salary;

}

// Getter and Setter

// . . . . .

}

接下来,我们将创建两个list,都用来存放Person对象:

List javaProgrammers = new ArrayList() {

{

add(new Person(\"Elsdon\

add(new Person(\"Tamsen\

add(new Person(\"Floyd\

add(new Person(\"Sindy\

add(new Person(\"Vere\

add(new Person(\"Maude\

add(new Person(\"Shawn\

add(new Person(\"Jayden\

add(new Person(\"Palmer\

add(new Person(\"Addison\

}

};

List phpProgrammers = new ArrayList() {

{

add(new Person(\"Jarrod\

add(new Person(\"Clarette\

add(new Person(\"Victor\

add(new Person(\"Tori\

add(new Person(\"Osborne\

add(new Person(\"Rosalind\

add(new Person(\"Fraser\

add(new Person(\"Quinn\

add(new Person(\"Alvin\

add(new Person(\"Evonne\

}

};

现在我们使用forEach方法来迭代输出上述列表:

System.out.println(\"所有程序员的姓名:\");

javaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf(\"%s %s; \p.getLastName()));

phpProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf(\"%s %s; \p.getLastName()));

我们同样使用forEach方法,增加程序员的工资5%:

System.out.println(\"给程序员加薪 5% :\");

Consumer giveRaise = e -> e.setSalary(e.getSalary() / 100 * 5 + e.getSalary());

javaProgrammers.forEach(giveRaise);

phpProgrammers.forEach(giveRaise);

另一个有用的方法是过滤器filter() ,让我们显示月薪超过1400美元的PHP程序员:

System.out.println(\"下面是月薪超过 $1,400 的PHP程序员:\")

phpProgrammers.stream()

.filter((p) -> (p.getSalary() > 1400))

.forEach((p) p.getLastName()));

-> System.out.printf(\"%s %s; \p.getFirstName(),

我们也可以定义过滤器,然后重用它们来执行其他操作:

// 定义 filters

Predicate ageFilter = (p) -> (p.getAge() > 25);

Predicate salaryFilter = (p) -> (p.getSalary() > 1400);

Predicate genderFilter = (p) -> (\"female\".equals(p.getGender()));

System.out.println(\"下面是年龄大于 24岁且月薪在$1,400以上的女PHP程序员:\");

phpProgrammers.stream()

.filter(ageFilter)

.filter(salaryFilter)

.filter(genderFilter)

.forEach((p) p.getLastName()));

-> System.out.printf(\"%s %s; \p.getFirstName(),

// 重用filters

System.out.println(\"年龄大于 24岁的女性 Java programmers:\");

javaProgrammers.stream()

.filter(ageFilter)

.filter(genderFilter)

.forEach((p) p.getLastName()));

-> System.out.printf(\"%s %s; \p.getFirstName(),

使用limit方法,可以结果集的个数:

System.out.println(\"最前面的3个 Java programmers:\");

javaProgrammers.stream()

.limit(3)

.forEach((p) p.getLastName()));

-> System.out.printf(\"%s %s; \p.getFirstName(),

System.out.println(\"最前面的3个女性 Java programmers:\");

javaProgrammers.stream()

.filter(genderFilter)

.limit(3)

.forEach((p) p.getLastName()));

-> System.out.printf(\"%s %s; \p.getFirstName(),

排序呢? 我们在stream中能处理吗? 答案是肯定的。 在下面的例子中,我们将根据名字和薪水排序Java程序员,放到一个list中,然后显示列表:

System.out.println(\"根据 name 排序,并显示前5个 Java programmers:\");

List sortedJavaProgrammers = javaProgrammers

.stream()

.sorted((p, p2) -> (p.getFirstName().compareTo(p2.getFirstName())))

.limit(5)

.collect(toList());

sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf(\"%s %s; %n\p.getFirstName(), p.getLastName()));

System.out.println(\"根据 salary 排序 Java programmers:\");

sortedJavaProgrammers = javaProgrammers

.stream()

.sorted( (p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()) )

.collect( toList() );

sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf(\"%s %s; %n\p.getFirstName(), p.getLastName()));

如果我们只对最低和最高的薪水感兴趣,比排序后选择第一个/最后一个 更快的是min和max方法:

System.out.println(\"工资最低的 Java programmer:\");

Person pers = javaProgrammers

.stream()

.min((p1, p2) -> (p1.getSalary() - p2.getSalary()))

.get()

System.out.printf(\"Name: %s %s; Salary: $%,d.\pers.getFirstName(), pers.getLastName(), pers.getSalary())

System.out.println(\"工资最高的 Java programmer:\");

Person person = javaProgrammers

.stream()

.max((p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()))

.get()

System.out.printf(\"Name: %s %s; Salary: $%,d.\person.getFirstName(), person.getLastName(), person.getSalary())

上面的例子中我们已经看到 collect 方法是如何工作的。 结合 map 方法,我们可以使用 collect 方法来将我们的结果集放到一个字符串,一个 Set 或一个TreeSet中:

System.out.println(\"将 PHP programmers 的 first name 拼接成字符串:\");

String phpDevelopers = phpProgrammers

.stream()

.map(Person::getFirstName)

.collect(joining(\" ; \")); // 在进一步的操作中可以作为标记(token)

System.out.println(\"将 Java programmers 的 first name 存放到 Set:\");

Set javaDevFirstName = javaProgrammers

.stream()

.map(Person::getFirstName)

.collect(toSet());

System.out.println(\"将 Java programmers 的 first name 存放到 TreeSet:\");

TreeSet javaDevLastName = javaProgrammers

.stream()

.map(Person::getLastName)

.collect(toCollection(TreeSet::new));

Streams 还可以是并行的(parallel)。 示例如下:

System.out.println(\"计算付给 Java programmers 的所有money:\");

int totalSalary = javaProgrammers

.parallelStream()

.mapToInt(p -> p.getSalary())

.sum();

我们可以使用summaryStatistics方法获得stream 中元素的各种汇总数据。来,我们可以访问这些方法,比如getMax, getMin, getSum或getAverage:

//计算 count, min, max, sum, and average for numbers

List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

IntSummaryStatistics stats = numbers

.stream()

.mapToInt((x) -> x)

接下

.summaryStatistics();

System.out.println(\"List中最大的数字 : \" + stats.getMax());

System.out.println(\"List中最小的数字 : \" + stats.getMin());

System.out.println(\"所有数字的总和 : \" + stats.getSum());

System.out.println(\"所有数字的平均值 : \" + stats.getAverage());

OK,就这样,希望我们喜欢它!

总结

在本文中,我们学会了使用lambda表达式的不同方式,从基本的示例,到使用lambdas和streams的复杂示例。 此外,我们还学习了如何使用lambda表达式与Comparator 类来对Java集合进行排序。