详解Java之lambda

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目录

lambda

引入

语法

函数式接口

lambda表达式的使用

语法精简：

代码示例：

变量捕获

局部变量捕获

成员变量捕获

lambda在集合中的使用

lambda的优缺点

---

lambda

引入

Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你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 表达式可以看作是一个匿名函数。

语法

基本语法: (parameters) -> expression或(parameters) ->{ statements; }

Lambda表达式由三部分组成：

1. paramaters：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。
2. ->：可理解为“被用于”的意思；
3. 方法体：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不返回，这里的代码块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不返回。

函数式接口

要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口。

函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法。 

注意：

1. 如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口。

2. 如果我们在某个接口上声明了@FunctionalInterface注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测的。

代码示例1：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
    void test();
}

代码示例2：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
    void test();
    default void test2(){
        System.out.println("JDK1.8新特性，default默认方法可以有具体的实现");
    }
}

lambda表达式的使用

Lambda 表达式本质是一个匿名函数，函数的方法是：返回值方法名参数列表方法体。在，

Lambda 表达式中我们只需要关心：参数列表方法体。

语法精简：

1. 参数类型可以省略，如果需要省略，每个参数的类型都要省略。
2. 参数的小括号里面只有一个参数，那么小括号可以省略
3. 如果方法体当中只有一句代码，那么大括号可以省略
4. 如果方法体中只有一条语句，要么是输出语句，其次是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字。 

代码示例：

//无返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
    void test();
}
//无返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
    void test(int a);
}

//无返回值多个参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
    void test(int a,int b);
}

//有返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
    int test();
}


//有返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
    int test(int a);
}

//有返回值多参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
    int test(int a,int b);
}


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        /*NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->System.out.println("test.....");
        noParameterNoReturn.test();*/

        /*OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (x) -> {
            System.out.println(x);
        };*/
        /*OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = x -> System.out.println(x);
        oneParameterNoReturn.test(10);*/

        /*MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int x,int y) -> {
            System.out.println(x+y);
        };*/

        /*OneParameterReturn oneParameterReturn = a -> a;
        System.out.println(oneParameterReturn.test(10));*/
/*
        NoParameterReturn noParameterReturn = ()->{return 10;};
*/
       /* NoParameterReturn noParameterReturn = ()-> 10;
        System.out.println(noParameterReturn.test());*/


        MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (x,y) ->  System.out.println(x+y);

        moreParameterNoReturn.test(10,20);

    }
}

变量捕获

在Java中，Lambda表达式允许以更简洁的方式实现接口中的方法。Lambda表达式可以捕获其所在上下文中有效的final或effectively final（实际上final，即在Lambda表达式内部没有被修改）的局部变量和成员变量。这种捕获机制使得Lambda表达式能够访问和使用这些变量，而无需显式地将它们作为参数传递给Lambda表达式。

局部变量捕获

对于局部变量，Lambda表达式只能捕获那些被声明为final或者实际上未被修改的变量（effectively final）。这意味着即使变量没有被显式地声明为final，但如果你在Lambda表达式之外没有修改这个变量的值，那么这个变量也可以被Lambda表达式捕获。

public class LambdaDemo {  
    public static void main(String[] args) {  
        final int number = 10; // 显式声明为final  
        int anotherNumber = 20; // 实际上final，因为之后没有被修改  
  
        // 使用Lambda表达式  
        Runnable r = () -> System.out.println(number); // 可以捕获number  
        // Runnable r = () -> System.out.println(anotherNumber); // 也可以捕获anotherNumber  
  
        // 如果尝试修改anotherNumber，则上面的Lambda表达式将无法编译  
        // anotherNumber = 30;  
  
        r.run();  
    }  
}

成员变量捕获

与局部变量不同，Lambda表达式可以直接访问所在类的成员变量，无论这些成员变量是否被声明为final。这是因为成员变量是类的属性，它们的生命周期与类的实例相同，而Lambda表达式只是类的实例的一个方法或者构造器中的一部分。 

public class LambdaDemo {  
    private int classVariable = 42;  
  
    public void display() {  
        Runnable r = () -> System.out.println(classVariable); // 直接访问成员变量  
        r.run();  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        new LambdaDemo().display();  
    }  
}

总结

1.Lambda表达式内部不能修改捕获的局部变量（除非这些变量是数组或集合的元素，并且2.Lambda表达式通过引用访问这些元素）。
3.Lambda表达式可以捕获并访问类的成员变量和静态变量，无需任何限制。
4.Java 8及以上版本支持Lambda表达式。

lambda在集合中的使用

对应的接口	新增的方法
Collection	removeIf()，spliterator()，stream()，parallelStream()，forEach()
List	replaceAll()，sort()
Map	getOrDefault()，forEach()，replaceAll()，putIfAbsent()，remove()，replace()，merge()

代码示例：

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("hello",13);
        map.put("abc",3);
        map.put("zhangsan",31);
        /*map.forEach(new BiConsumer<String, Integer>() {
            @Override
            public void accept(String s, Integer integer) {
                System.out.println("key: "+s +" val: "+integer);
            }
        });*/
        map.forEach((s, integer) ->  System.out.println("key: "+s +" val: "+integer));
    }
    public static void main1(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("hello");
        list.add("abc");
        list.add("zhangsan");
        /*list.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });*/

        list.forEach(s -> System.out.println(s));

       /* list.sort(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o1.compareTo(o2);
            }
        });*/
        list.sort((o1, o2) -> o1.compareTo(o2));
        System.out.println("====");
        list.forEach(s -> System.out.println(s));

    }
}

lambda的优缺点

优点

1.代码简洁性：Lambda表达式可以使得代码更加简洁易读，尤其是当实现简单的接口时。相比传统的匿名内部类，Lambda表达式在语法上更加简洁。
2.增强功能性接口的使用：Lambda表达式常与功能性接口（Functional Interface，即只包含一个抽象方法的接口）一起使用，使得这些接口的实现变得更加容易和直观。
3.易于并行计算：Java 8的Streams API与Lambda表达式相结合，使得数据集的并行处理变得简单而高效。开发者可以轻松地将顺序操作转换为并行操作，从而提高程序的执行效率。
4.促进函数式编程风格：Lambda表达式和Streams API等特性促进了Java中函数式编程风格的应用，使得Java不再仅仅是面向对象的编程语言，也可以用于实现更加灵活的函数式编程范式。
5.提升API的设计：Lambda表达式使得API的设计更加灵活和强大。开发者可以设计出更加通用和灵活的接口，以适应不同的使用场景。

缺点：

1.学习曲线：对于习惯于传统Java编程范式的开发者来说，Lambda表达式和Streams API等新特性可能需要一定的时间来学习和适应。
2.调试难度：由于Lambda表达式在语法上的简洁性，有时候可能会使得调试变得更加困难。尤其是在复杂的Lambda表达式中，追踪错误来源可能会比较棘手。
3.性能开销：虽然Lambda表达式在大多数情况下不会对性能产生显著影响，但在某些极端情况下（如大量使用Lambda表达式和Streams API进行密集计算），可能会引入一定的性能开销。这是因为Lambda表达式和Streams API的底层实现可能需要更多的内存和CPU资源。
4.可读性和可维护性：虽然Lambda表达式可以使代码更加简洁，但在某些情况下，过度使用或滥用Lambda表达式可能会降低代码的可读性和可维护性。例如，过于复杂的Lambda表达式可能会使得其他开发者难以理解其逻辑。
5.限制了变量的使用：Lambda表达式内部只能访问标记为final或effectively final的局部变量。这一限制可能会在某些情况下造成不便，尤其是当需要在Lambda表达式内部修改外部变量时。 

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