Lambda表达式详解----学习笔记

函数式编程思想概述

在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言，面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”，而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么，而不是以什么形式做。
面向对象的思想:
做一件事情,找一个能解决这个事情的对象,调用对象的方法,完成事情.
函数式编程思想:
只要能获取到结果,谁去做的,怎么做的都不重要,重视的是结果,不重视过程

Lambda表达式可以简单理解为是对匿名内部类的简化
用代码来说明:

例如:当需要启动一个线程去完成任务时，通常会通过 java.lang.Runnable 接口来定义任务内容，并使用java.lang.Thread 类来启动该线程。代码如下：

public class Demo01Runnable {
    public static void main(String[] args) {
// 匿名内部类
        Runnable task = new Runnable() {
            @Override
            public void run() { // 覆盖重写抽象方法
                System.out.println("多线程任务执行！");
            }
        };
        new Thread(task).start(); // 启动线程
    }
}

本着“一切皆对象”的思想，这种做法是无可厚非的：首先创建一个 Runnable 接口的匿名内部类对象来指定任务内容，再将其交给一个线程来启动。

代码分析
对于 Runnable 的匿名内部类用法，可以分析出几点内容：
1.Thread 类需要 Runnable 接口作为参数，其中的抽象 run 方法是用来指定线程任务内容的核心；
2.为了指定 run 的方法体，不得不需要 Runnable 接口的实现类；
3.为了省去定义一个 RunnableImpl 实现类的麻烦，不得不使用匿名内部类；
4.必须覆盖重写抽象 run 方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写遍,且不能写错；
5.而实际上，似乎只有方法体才是关键所在。

我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗？不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是：将 run 方法体内的代码传递给 Thread 类知晓。
传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。
那，有没有更加简单的办法？如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上，就会发现只要能够更好地达到目的，过程与形式其实并不重要。

2014年3月Oracle所发布的Java 8（JDK 1.8）中，加入了Lambda表达式的重量级新特性，为我们打开了新世界的大门

借助Java 8的全新语法，上述 Runnable 接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效:

public class Demo02LambdaRunnable {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行！")).start(); // 启动线程
    }
}

这段代码和刚才的执行效果是完全一样的，可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出：我们启动了一个线程，而线程任务的内容以一种更加简洁的形式被指定。
不再有“不得不创建接口对象”的束缚，不再有“抽象方法覆盖重写”的负担，就是这么简单！

匿名内部类的好处与弊端:
一方面，匿名内部类可以帮我们省去实现类的定义；另一方面，匿名内部类的语法确实太复杂了！

Lambda标准格式
Lambda省去面向对象的条条框框，格式由3个部分组成：
一些参数
一个箭头
一段代码
Lambda表达式的标准格式为：
(参数类型 参数名称) ‐> { 代码语句 }
格式说明：
小括号内的语法与传统方法参数列表一致：无参数则留空；多个参数则用逗号分隔。
-> 是新引入的语法格式，代表指向动作。
大括号内的语法与传统方法体要求基本一致.

Lambda省略格式
可推导即可省略

Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”，所以凡是可以根据上下文推导得知的信息，都可以省略。

省略规则
在Lambda标准格式的基础上，使用省略写法的规则为：

1. 小括号内参数的类型可以省略；
2. 如果小括号内有且仅有一个参，则小括号可以省略；
3. 如果大括号内有且仅有一个语句，则无论是否有返回值，都可以省略大括号、return关键字及语句分号。

举例说明:
给定一个计算器 Calculator 接口，内含抽象方法 calc 可以将两个int数字相加得到和值：

public interface Calculator {
	int calc(int a, int b);
}

在下面的代码中，请使用Lambda的标准格式调用 invokeCalc 方法，完成120和130的相加计算：

public class Test {
			public static void main(String[] args) {
					invokeCalc(120, 130, (int a, int b) ‐> {//实参传入Lambda表达式
					return a + b;
			     	});
			}
			
		private static void invokeCalc(int a, int b, Calculator calculator) {//方法的形参为函数式接口
					int result = calculator.calc(a, b);
					System.out.println("结果是：" + result);
		}
}

上面方法调用省略后的格式为:
			public static void main(String[] args) {
					invokeCalc(120, 130, ( a, b) ‐> a + b);
			}

Lambda的使用前提

Lambda的语法非常简洁，完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意：

1. 使用Lambda必须具有接口，且要求接口中有且仅有一个抽象方法。
   无论是JDK内置的 Runnable 、 Comparator 接口还是自定义的接口，只有当接口中的抽象方法存在且唯一时，才可以使用Lambda。
2. 使用Lambda必须具有上下文推断。
   也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型，才能使用Lambda作为该接口的实例。
   备注：有且仅有一个抽象方法的接口，称为“函数式接口”。

函数式接口格式

修饰符 interface 接口名称 {
	public abstract 返回值类型 方法名称(可选参数信息);//有且只能有一个抽象方法
	// 其他非抽象方法内容
}

Lambda表达式各个部分应该怎么写:
一些参数:就是函数式接口中抽象方法的参数
一个箭头:goto
一段代码:就是重写函数式接口中抽象方法的方法体

再举一个使用Lambda表达式的例子
下面举例演示 java.util.Comparator 接口的使用场景代码，其中的抽象方法定为：
public abstract int compare(T o1, T o2);

当需要对一个对象数组进行排序时， Arrays.sort 方法需要一个 Comparator 接口实例来指定排序的规则。假设有一个 Person 类，含有 String name 和 int age 两个成员变量：

public class Person {
		private String name;
		private int age;
		// 省略构造器、toString方法与Getter Setter
}

//传统写法
如果使用传统的代码对 Person[] 数组进行排序，写法如下：
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
public class Demo06Comparator {
    public static void main(String[] args) {
// 本来年龄乱序的对象数组
        Person[] array = {
                new Person("古力娜扎", 19),
                new Person("迪丽热巴", 18),
                new Person("马尔扎哈", 20) };
// 匿名内部类
        Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge() ‐ o2.getAge();
            }
        };
        Arrays.sort(array, comp); // 第二个参数为排序规则，即Comparator接口实例
        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

//Lambda写法
import java.util.Arrays;
public class Demo07ComparatorLambda {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] array = {
                new Person("古力娜扎", 19),
                new Person("迪丽热巴", 18),
                new Person("马尔扎哈", 20) };
        Arrays.sort(array, (Person a, Person b) ‐> {
            return a.getAge() ‐ b.getAge();
        });
        for (Person person : array) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

Lambda的延迟执行
有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以作为解决方案，提升性能。

性能浪费的日志案例

public class Demo {
    private static void log(int level, String message) {
        if (level == 1) {
            System.out.println(message);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String msgA = "Hello";
        String msgB = "World";
        String msgC = "Java";
        log(1, msgA + msgB + msgC);
    }
}

这段代码存在问题：无论级别是否满足要求，作为 log 方法的第二个参数，三个字符串一定会首先被拼接并传入方法内，然后才会进行级别判断。如果级别不符合要求，那么字符串的拼接操作就白做了，存在性能浪费。

体验Lambda的更优写法

使用Lambda必然需要一个函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {
	String buildMessage();
}

然后对 log 方法进行改造：

public class Demo02LoggerLambda {
    private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
        if (level == 1) {
            System.out.println(builder.buildMessage());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String msgA = "Hello";
        String msgB = "World";
        String msgC = "Java";
        log(1, () ‐ > msgA + msgB + msgC );
    }
}

这样一来，只有当级别满足要求的时候，才会进行三个字符串的拼接；否则三个字符串将不会进行拼接。