Java8的Lambda特性

概述
背景
例子
使用Lambda表达式改进代码
总结

概述

Lambda表达式是Java8的一个重要的新特性，它使用一个表达式来表示一个方法接口。它还改进了Collection库，新的并发特性也提升了在多核环境下的性能。

背景

匿名内部类

首先还要先从匿名内部类说起，如果一个类只出现一次，那么可以使用如下方式实现：

 JButton testButton = new JButton("Test Button");
 testButton.addActionListener(new ActionListener(){
     @Override public void actionPerformed(ActionEvent ae){
         System.out.println("Click Detected by Anon Class");
     }
 });

上面这段代码可读性不是很好，也不够优雅。

功能性接口

ActionListener接口

package java.awt.event;
import java.util.EventListener;

public interface ActionListener extends EventListener {
    public void actionPerformed(ActionEvent e);
}

像ActionListener只有一个方法的接口叫功能性接口，比如 Runnable 和 Comparator.

Lambda表达式语法

一个Lambda表达式由以下三部分组成：

Argument list	Arrow token	Body
(int x, int y)	->	x+y

body可以是一个表达式或者一个语句块。如果是表达式的形式，就执行body的代码并返回；如果是代码块的形式，执行完之后会把控制权交给调用方。

代码块的形式：

(String s) -> { System.out.println(s); }

表达式的形式：

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

() -> 42

例子

下面是Comparator的例子，使用了内部类和lambda表达式。

public class Person {
   private String givenName;
   private String surName;
   private int age;
   private Gender gender;
   private String eMail;
   private String phone;
   private String address;

   /** getter , setter and other methods **/
}

     List<Person> personList = Person.createShortList();
   
     // Sort with Inner Class
     Collections.sort(personList, new Comparator<Person>(){
       public int compare(Person p1, Person p2){
         return p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName());
       }
     });
     System.out.println("=== Sorted Asc SurName ===");
     for(Person p:personList){
       p.printName();
     }
     
     // Use Lambda instead     
     // Print Asc
     System.out.println("=== Sorted Asc SurName ===");
     Collections.sort(personList, (Person p1, Person p2) -> p1.getSurName().compareTo(p2.getSurName()));
     for(Person p:personList){
       p.printName();
     }     

     // Print Desc
     System.out.println("=== Sorted Desc SurName ===");
     Collections.sort(personList, (p1,  p2) -> p2.getSurName().compareTo(p1.getSurName()));
     for(Person p:personList){
       p.printName();
     }

可以注意到第二个lambda表达式没有声明参数类型，lambda支持“target typing”，从上下文推断出参数类型。这里因为Comparator定义的是泛型，编译器可以推断出这里的两个参数类型是Person。

使用Lambda表达式改进代码

理论上lambda应该支持DRY（Don't repeat yourself）原则，并且使代码可读性更好。
下面这个例子依旧使用上面的Person类。假设我们需要区分一个集合里的Person的身份：

Drivers：age>=16
Draftees: age>=18 && ages<=25的男性青年
Pilots: age>=23 && ages<=65

下面这个类负责查找集合中的Driver、Draftee和Pilot

public class RoboContactMethods {   
     public void callDrivers(List<Person> pl){
       for(Person p:pl){
         if (p.getAge() >= 16){
           roboCall(p);
         }
       }
     }
    
     public void emailDraftees(List<Person> pl){
       for(Person p:pl){
         if (p.getAge() >= 18 && p.getAge() <= 25 && p.getGender() == Gender.MALE){
           roboEmail(p);
         }
       }
     }
     
     public void mailPilots(List<Person> pl){
       for(Person p:pl){
         if (p.getAge() >= 23 && p.getAge() <= 65){
           roboMail(p);
         }
       }
     }      

    public void roboCall(Person p){
       System.out.println("Calling " + p.getGivenName() + " " + p.getSurName() + " age " + p.getAge() + " at " + p.getPhone());
     }
     
     public void roboEmail(Person p){
       System.out.println("EMailing " + p.getGivenName() + " " + p.getSurName() + " age " + p.getAge() + " at " + p.getEmail());
     }
     
     public void roboMail(Person p){
       System.out.println("Mailing " + p.getGivenName() + " " + p.getSurName() + " age " + p.getAge() + " at " + p.getAddress());
     }
   }

很明显上面这个类不符合DRY原则，每个方法都使用了循环，代码也不易维护。如果改变了查找的规则，那这段代码的改动会很大。
重构
Java SE 8提供了java.util.function包，有很多标准的功能性接口，比如Predicate:

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

下面是使用Predicate接口改进的RoboContactMethods类：

public class RoboContactLambda {
     public void phoneContacts(List<Person> pl, Predicate<Person> pred){
       for(Person p:pl){
         if (pred.test(p)){
           roboCall(p);
         }
       }
     }
   
     public void emailContacts(List<Person> pl, Predicate<Person> pred){
       for(Person p:pl){
         if (pred.test(p)){
           roboEmail(p);
         }
       }
     }
   
     public void mailContacts(List<Person> pl, Predicate<Person> pred){
       for(Person p:pl){
         if (pred.test(p)){
           roboMail(p);
         }
       }
     }  
     
     public void roboCall(Person p){
       System.out.println("Calling " + p.getGivenName() + " " + p.getSurName() + " age " + p.getAge() + " at " + p.getPhone());
     }
     
     public void roboEmail(Person p){
       System.out.println("EMailing " + p.getGivenName() + " " + p.getSurName() + " age " + p.getAge() + " at " + p.getEmail());
     }
     
     public void roboMail(Person p){
       System.out.println("Mailing " + p.getGivenName() + " " + p.getSurName() + " age " + p.getAge() + " at " + p.getAddress());
     }
   }

调用：

       List<Person> pl = Person.createShortList();
       RoboContactLambda robo = new RoboContactLambda();
       
       // Predicates
       Predicate<Person> allDrivers = p -> p.getAge() >= 16;
       Predicate<Person> allDraftees = p -> p.getAge() >= 18 && p.getAge() <= 25 && p.getGender() == Gender.MALE;
       Predicate<Person> allPilots = p -> p.getAge() >= 23 && p.getAge() <= 65;

总结

本文主要介绍了Java的匿名内部类，使用lambda表达式代替匿名内部类，lambda表达式的正确语法，以及function包中Predicate接口。

Java8的Lambda特性