Java——Lambda

JDK 8 开始,Java 引入了 Lambda 表达式,这是一种简洁的语法,用于表示函数式接口(Functional Interface)的实例。Lambda 表达式极大地简化了代码,尤其是在使用函数式编程风格时。以下是关于 Lambda 表达式的详细介绍:


1. 什么是 Lambda 表达式?

Lambda 表达式是一种匿名函数,它可以作为参数传递给方法,或者用于简化函数式接口的实现。它的语法非常简洁,能够替代匿名内部类的冗长写法。

语法:
(参数列表) -> { 方法体 }
  • 参数列表:与方法的参数列表一致,可以省略参数类型(由编译器推断)。
  • 箭头符号 ->:将参数列表与方法体分开。
  • 方法体:可以是单行代码(可省略 {}return),也可以是多行代码。

2. Lambda 表达式的使用场景

Lambda 表达式主要用于实现 函数式接口(即只有一个抽象方法的接口)。常见的函数式接口包括:

  • Runnable:无参数,无返回值。
  • Comparator:用于比较两个对象。
  • Consumer:接受一个参数,无返回值。
  • Function:接受一个参数,返回一个结果。
  • Predicate:接受一个参数,返回布尔值。

3. Lambda 表达式的示例

示例 1:实现 Runnable 接口
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用匿名内部类
        Runnable task1 = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Task 1");
            }
        };

        // 使用 Lambda 表达式
        Runnable task2 = () -> System.out.println("Task 2");

        new Thread(task1).start(); // 输出: Task 1
        new Thread(task2).start(); // 输出: Task 2
    }
}
示例 2:实现 Comparator 接口
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

        // 使用匿名内部类
        Arrays.sort(names, new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String s1, String s2) {
                return s1.length() - s2.length();
            }
        });

        // 使用 Lambda 表达式
        Arrays.sort(names, (s1, s2) -> s1.length() - s2.length());

        System.out.println(Arrays.toString(names)); // 输出: [Bob, Alice, Charlie]
    }
}
示例 3:实现 Consumer 接口
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");

        // 使用匿名内部类
        names.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String name) {
                System.out.println(name);
            }
        });

        // 使用 Lambda 表达式
        names.forEach(name -> System.out.println(name));
    }
}

4. Lambda 表达式的特点

  • 简洁性:Lambda 表达式可以大幅减少代码量,尤其是在实现函数式接口时。
  • 类型推断:编译器可以自动推断参数类型,因此可以省略参数类型声明。
  • 函数式编程:Lambda 表达式支持函数式编程风格,使代码更具表现力。

5. Lambda 表达式的语法变体

根据参数和方法体的不同,Lambda 表达式有多种简化写法:

1. 无参数
() -> System.out.println("Hello");
2. 单参数,类型推断
name -> System.out.println("Hello, " + name);
3. 多参数
(a, b) -> a + b;
4. 多行代码
(a, b) -> {
    int sum = a + b;
    return sum;
};

6. Lambda 表达式与匿名内部类的区别

特性Lambda 表达式匿名内部类
语法简洁冗长
作用域只能访问 final 或有效 final 的局部变量可以访问外部类的成员变量
性能通常更高效性能稍低
适用场景函数式接口任何接口或抽象类

7. Lambda 表达式的限制

  • 只能用于函数式接口:Lambda 表达式只能用于实现只有一个抽象方法的接口。
  • 不能定义静态成员:Lambda 表达式不能定义静态方法或静态变量。
  • 不能访问非 final 的局部变量:Lambda 表达式只能访问 final 或有效 final 的局部变量。

8. Lambda 表达式的字节码文件

Lambda 表达式在编译后会生成动态的字节码文件,文件名通常为:
外部类名$$Lambda$数字.class
例如,Main$$Lambda$1.class


总结

  • Lambda 表达式是 JDK 8 引入的一种简洁语法,用于实现函数式接口。
  • 它大幅简化了代码,支持函数式编程风格。
  • 适用于需要实现接口或抽象类的场景,尤其是在使用集合框架、多线程等时。
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