Java8 Lambda【简】 | 易学教程

Java8 Lambda

Lambda是一个表达式，也可以说它是一个匿名函数。然而在使用它或是阅读Lambda代码的时候，却显得并不那么容易。因为它匿名，因为它删减了一些必要的说明信息（比如方法名）。

一、为什么要用Lambda表达式

1.更加紧凑的代码

比如Java中现有的匿名内部类以及监听器(listeners)和事件处理器(handlers）都显得很冗长

2.修改方法的能力

（我个人理解为代码注入，或者有点类似JavaScript中传一个回调函数给另外一个函数）比如Collection接口的contains方法，当且仅当传入的元素真正包含在集合中，才返回true。而假如我们想对一个字符串集合，传入一个字符串，只要这个字符串出现在集合中（忽略大小写）就返回true。

3.更好地支持多核处理

例如，通过Java 8新增的Lambda表达式，我们可以很方便地并行操作大集合，充分发挥多核CPU的潜能。并行处理函数如filter、map和reduce。

二、变量作用域说明

关于变量在Lambda中的作用域，主要表现在以下几点：

对局部变量可见
对全局变量可见
对当前层传入的参数可见
对上层函数传入的参数可见
对上层Lambda传入的参数可见

三、实例

实例1 FileFilter

File dir = new File("/an/dir/");   
FileFilter directoryFilter = new FileFilter() {      
	public boolean accept(File file) {         
		return file.isDirectory();      
	}
};

通过Lambda表达式这段代码可以简化为如下：

File dir = new File("/an/dir/");
FileFilter directoryFilter = (File f) -> f.isDirectory();
File[] dirs = dir.listFiles(directoryFilter);

进一步简化：

File dir = new File("/an/dir/");
File[] dirs = dir.listFiles((File f) -> f.isDirectory());

Lambda表达式使得代码可读性增强了。我承认我开始学习Java的时候对那个匿名内部类感到很困扰，而现在Lambda表达式让这一切看起来都很自然（尤其是有.NET背景的童鞋会发现这个跟.NET中的Lambda表达式好像）

Lambda表达式利用了类型推断（type inference）技术：
编译器知道FileFilter只有一个方法accept()，所以accept()方法肯定对应(File f) -> f.isDirectory()，而且accept()方法只有一个File类型的参数，所以(File f) -> f.isDirectory()中的File f就是这个参数了，.NET把类型推断做得更绝，如果上面用.NET Lambda表达式写法的话是这样的： File[] dirs = dir.ListFiles(f => f.isDirectory());即压根就不需要出现File类型指示。

实例2 Event Handler

Button bt = new Button(); 
bt.addActionListener(new ActionListener() { 
	public void actionPerformed(ActionEvent e) { 
		ui.showSomething(); 
	}
});

使用Lambda表达式后：

Button bt = new Button();
ActionListener listener = event -> { 
	ui.showSomething(); 
};
bt.addActionListener(listener);

进一步简化：

Button bt = new Button();
bt.addActionListener(event -> { 
	ui.showSomething(); 
});

外循环、内循环和Map、Reduce、Filter

一直到现在，处理Java集合的标准做法是采用外循环。比如：

List list = new ArrayList();
list.add("hello");
list.add("world");
for(int item: list) { 
	// 处理item
}

还有迭代器循环，它们都是外循环，并且都是顺序处理（sequential handling）。顺序特性也常常引发ConcurrentModificationException（并发修改异常），只要我们尝试着并发修改集合。

Lambda表达式提供了内循环机制。

我们工作中可能经常面临下面的需求：

过滤掉一个集合中不符合条件的元素得到一个新集合
对集合中的每个元素进行某种转换，并且对转换后的集合进行处理
统计整个集合的某个属性，比如统计集合元素值的总和或平均值

这些任务即filter、map和reduce，他们的共同特点是：需要对集合中的每个元素运行一小段相同的代码。

传统的实现这些任务的代码让人感到很乏味，幸运的是Java 8提供了完成这些任务的更简洁的方案，当然还是利用Lambda表达式，但也引入了一个新的类库java.util.functions，包含Predicate、Mapper和Block。

Java 8中，一个Predicate（谓词）是这样一个方法：它根据变量的值进行评估(evaluate），返回true或false。

比如下面：

List list = getMyStrings();
for(String myString: list) { 
	if(myString.contains(possible)) { 
		System.out.println(myString + " contains " + possible); 
	}
}

使用Predicate和Filter后得到下面代码：

List list = getMyStrings();
Predicate matched = s -> s.equalsIgnoreCase(possible);
list.filter(matched);

进一步简化：

List list = getMyStrings();
list.filter(s -> s.equalsIgnoreCase(possible));

四、Lambda评价

优点

在普通代码里几行的代码，在Lambda中只需要一行就可以解决。所以代码比以前更简洁了
可以在某一个方法内部定义，这样可以提高操作的便捷性

缺点

Lambda是一个匿名函数，因为是匿名，所以可读性变差了
有时候有多个Lambda嵌套，让程序变得难以理解

Java8的十大新特性

一、Lambda表达式

Lambda表达式可以说是Java 8最大的卖点，她将函数式编程引入了Java。Lambda允许把函数作为一个方法的参数，或者把代码看成数据。

一个Lambda表达式可以由用逗号分隔的参数列表、–>符号与函数体三部分表示。例如：

Arrays.asList( "p", "k", "u","f", "o", "r","k").forEach( e -> System.out.println( e ) );

为了使现有函数更好的支持Lambda表达式，Java 8引入了函数式接口的概念。函数式接口就是只有一个方法的普通接口。java.lang.Runnable与java.util.concurrent.Callable是函数式接口最典型的例子。为此，Java 8增加了一种特殊的注解@FunctionalInterface：

@FunctionalInterface
public interface Functional {
    void method();
}

二、接口的默认方法与静态方法

我们可以在接口中定义默认方法，使用default关键字，并提供默认的实现。所有实现这个接口的类都会接受默认方法的实现，除非子类提供的自己的实现。例如：

public interface DefaultFunctionInterface {
    default String defaultFunction() {
        return "default function";
    }
}

我们还可以在接口中定义静态方法，使用static关键字，也可以提供实现。例如：

public interface StaticFunctionInterface {
    static String staticFunction() {
        return "static function";
    }
}

接口的默认方法和静态方法的引入，其实可以认为引入了C＋＋中抽象类的理念，以后我们不用在每个实现类中都写重复的代码了。

三、方法引用

通常与Lambda表达式联合使用，可以直接引用已有Java类或对象的方法。一般有四种不同的方法引用：

构造器引用。语法是Class::new，或者更一般的Class< T >::new，要求构造器方法是没有参数
静态方法引用。语法是Class::static_method，要求接受一个Class类型的参数；
特定类的任意对象方法引用。它的语法是Class::method。要求方法是没有参数的；
特定对象的方法引用，它的语法是instance::method。要求方法接受一个参数，与3不同的地方在于，3是在列表元素上分别调用方法，而4是在某个对象上调用方法，将列表元素作为参数传入；

四、重复注解

在Java 5中使用注解有一个限制，即相同的注解在同一位置只能声明一次。Java 8引入重复注解，这样相同的注解在同一地方也可以声明多次。重复注解机制本身需要用@Repeatable注解。Java 8在编译器层做了优化，相同注解会以集合的方式保存，因此底层的原理并没有变化。

五、扩展注解的支持

Java 8扩展了注解的上下文，几乎可以为任何东西添加注解，包括局部变量、泛型类、父类与接口的实现，连方法的异常也能添加注解。

六、Optional

Java 8引入Optional类来防止空指针异常，Optional类最先是由Google的Guava项目引入的。Optional类实际上是个容器：它可以保存类型T的值，或者保存null。使用Optional类我们就不用显式进行空指针检查了。

七、Stream

Stream API是把真正的函数式编程风格引入到Java中。其实简单来说可以把Stream理解为MapReduce，当然Google的MapReduce的灵感也是来自函数式编程。她其实是一连串支持连续、并行聚集操作的元素。从语法上看，也很像linux的管道、或者链式编程，代码写起来简洁明了，非常酷帅！

八、Date/Time API (JSR 310)

Java 8新的Date-Time API (JSR 310)受Joda-Time的影响，提供了新的java.time包，可以用来替代 java.util.Date和java.util.Calendar。一般会用到Clock、LocaleDate、LocalTime、LocaleDateTime、ZonedDateTime、Duration这些类，对于时间日期的改进还是非常不错的。