使用Lambda表达式,提升Java编程技能的必备教程

一、Lambda表达式简介

Lambda表达式是一个可以替代匿名内部类的语法糖,与匿名内部类相比,Lambda表达式更加简洁、更加易读,并且让代码更加专注于业务逻辑。

语法糖就是让你用起来感觉很甜~

二、Lambda表达式语法

Lambda表达式是由参数列表、箭头符号->和具体业务实现代码组成的。其中,参数列表可以为空,或者可以有多个参数,还可以在参数列表中指定参数类型。箭头符号用于将参数列表与具体业务实现代码区分开来。具体业务实现代码可以是一个语句块,也可以是一条具体的表达式。

下面是Lambda表达式的一般形式如下:

(parameter1, parameter2, ..., parameterN) -> { statement1; statement2; ... }

比如下面的Lambda表达式表示,接收一个整型参数,返回该整型的平方:

x -> x * x

三、Lambda的特征

Lambda表达式具有以下三个特征。

  1. 可选类型声明Optional Type Declaration

    Lambda表达式中的参数类型可以不声明,编译器可以统一识别参数值。

  2. 可选参数圆括号Optional Parenthesis

    Lambda表达式中的参数可以不使用圆括号包裹。

  3. 可选大括号Optional Braces

    Lambda表达式中的表达式可以不使用大括号包裹。

    Lambda表达式的函数体中仅有一行语句或者一个单独的表达式时,可以不使用大括号包裹函数体;
    否则,必须使用大括号包裹函数体。

四、Lambda表达式和匿名内部类的区别

Lambda表达式是一个可以替代匿名内部类的语法糖,使程序更加简洁易懂。与匿名内部类相比,Lambda表达式有以下几个不同点:

  1. 类型推断处理

    Lambda表达式语法中的参数类型是隐式声明的。Java编译器会根据Lambda表达式的上下文推断出参数类型的具体信息。而在匿名内部类中,由于它是一个类,因此所有参数类型都需要显示声明。

  2. 代码量更少

    匿名内部类中的额外代码使得它更加冗长。而Lambda表达式的语法能够直接使用表达式参数,从而避免了额外的样板代码。

  3. 处理作用域

    匿名内部类中的this关键字指向的是这个类实例本身,但是在Lambda表达式中的this关键字引用它所在的类实例。而这样就使得在Lambda表达式中访问外部的变量比匿名内部类更加容易了。

五、Lambda表达式实现Runnable接口

在此之前,我们通常使用匿名内部类来达到达效果,Lambda表达式则可以进一步优化代码。如下代码是Runnable接口的匿名内部类实现,它可以开启一个线程:

Runnable r1 = new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
};
new Thread(r1).start();

而使用Lambda表达式实现以上示例,则可以简化该代码:

Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello, World!");
new Thread(r2).start();

六、Lambda表达式实现Comparator接口

在使用Java集合框架中,Comparator接口常用于比较集合中的元素。在使用Lambda表达式之前,我们经常使用匿名内部类来实现Comparator接口,并重写compare()方法。而使用Lambda表达式可以让代码更加简洁。比如下面的代码:

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "pear");
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
    public int compare(String a, String b) {
        return a.compareTo(b);
    }
});
System.out.println(list);

可以使用Lambda表达式重写以上代码:

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "pear");
Collections.sort(list, (a, b) -> a.compareTo(b));
System.out.println(list);

使用Lambda表达式可避免了冗长的匿名内部类,代码更加简洁易读。

七、Lambda表达式和方法引用

Lambda表达式可以进一步与方法引用结合使用,形式如下:

ClassName::methodName

其中ClassName是所引用的类的名字,而methodName是在这个类中所引用的方法的名字。

Lambda表达式的方法引用形式有如下四种:

  1. 静态方法引用:
Function<String, Integer> toInteger = Integer::parseInt;
Integer number = toInteger.apply("1234");
  1. 实例方法引用:
String str = "Hello, World!";
Predicate<String> contains = str::contains;
System.out.println(contains.test("World"));
  1. 构造方法引用:
Supplier<Thread> threadSupplier = Thread::new;
Thread thread = threadSupplier.get();
thread.start();
  1. 数组引用:
Function<int[], Integer> arrayLength = int[]::length;
Integer length = arrayLength.apply(new int[] {1, 2, 3});
System.out.println(length);

八、Lambda表达式和Stream API

Java 8还新增了Stream API,一些特殊的Lambda表达式和Stream API结合使用可以更好地发挥Lambda表达式的性质。

示例代码:

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.stream()
                 .filter(n -> n % 2 == 1)
                 .mapToInt(Integer::intValue)
                 .sum();
System.out.println(sum);

以上代码创建并使用了一个数列,使用了Stream API中的filter()mapToInt()sum()方法,让代码变得更加简洁。

九、Lambda的使用场景

Lambda表达式可以用于任何类型的接口,只要该接口只有一个抽象方法即可(即函数接口)。
在实际应用中,Lambda表达式可以用于各种Java API,比如集合框架、Stream API、IO等,可以提高应用程序的效率和可读性。

Lambda表达式可以优化以下几种场景:

  1. 优化匿名内部类

Lambda表达式可以优化匿名内部类的语法,让代码更加精简。

  1. 避免过多的位置参数

在使用函数调用时,过多的位置参数会影响代码的可读性。而使用Lambda表达式可以避免过多的位置参数。

  1. 简化集合类的方法

使用Lambda表达式可以避免冗长的匿名内部类,并使得集合类的方法更加简洁易读。

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