Lambda Expressions

Java 8 Lambda 表达式详解
本文详细介绍了Java 8中引入的Lambda表达式的基本概念和语法,包括闭包、函数式接口、方法引用等内容,并通过实例展示了Lambda表达式的使用方法。

1.lambda表达式概念

lambda表达式也成为闭包,Lambda允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递进方法中),或者把代码看成数据:函数式程序员对这一概念非常熟悉。
在JVM平台上的很多语言(Groovy,Scala,……)从一开始就有Lambda,但是Java程序员不得不使用毫无新意的匿名类来代替lambda。
语言设计者投入了大量精力来思考如何使现有的函数友好地支持lambda。最终采取的方法是:增加函数式接口的概念。函数式接口就是一个具有一个方法的普通接口。像这样的接口,可以被隐式转换为lambda表达式。java.lang.Runnable与java.util.concurrent.Callable是函数式接口最典型的两个例子。在实际使用过程中,函数式接口是容易出错的:如有某个人在接口定义中增加了另一个方法,这时,这个接口就不再是函数式的了,并且编译过程也会失败。为了克服函数式接口的这种脆弱性并且能够明确声明接口作为函数式接口的意图,Java 8增加了一种特殊的注解

2.lambda基本语法介绍

一个函数式接口非常有价值的属性就是他们能够用lambdas来实例化。这里有一些lambdas的例子:
左边是指定类型的逗号分割的输入列表,右边是带有return的代码块:(int x, int y) -> { return x + y; }
左边是推导类型的逗号分割的输入列表,右边是返回值:(x, y) -> x + y
左边是推导类型的单一参数,右边是一个返回值:x -> x * x
左边没有输入 (官方名称: “burger arrow”),在右边返回一个值:() -> x
左边是推导类型的单一参数,右边是没返回值的代码块(返回void):x -> { System.out.println(x); }
静态方法引用:String::valueOf
非静态方法引用:Object::toString
继承的函数引用:x::toString
构造函数引用:ArrayList::new
你可以想出一些函数引用格式作为其他lambda格式的简写。

方法引用
等价的lambda表达式
String::valueOf x -> String.valueOf(x)
Object::toString x -> x.toString()
x::toString () -> x.toString()
ArrayList::new () -> new ArrayList<>()

当然,在Java里方法能被重载。类可以有多个同名但不同参数的方法。这同样对构造方法有效。ArrayList::new能够指向它的3个构造方法中任何一个。决定使用哪个方法是根据在使用的函数式接口。
一个lambda和给定的函数式接口在“外型”匹配的时候兼容。通过“外型”,我指向输入、输出的类型和声明检查异常。
给出两个具体有效的例子:
Comparator c = (a, b) -> Integer.compare(a.length(),
b.length());
一个Comparator的compare方法需要输入两个阐述,然后返回一个int。这和lambda右侧的一致,因此这个任务是有效的。
Runnable r = () -> { System.out.println(“Running!”); }
一个Runnable的run方法不需要参数也不会返回值。这和lambda右侧一致,所以任务有效。
在抽象方法的签名里的受检查异常(如果存在)也很重要。如果函数式接口在它的签名里声明了异常,lambda只能抛出受检查异常。

捕获和非捕获的Lambda表达式

当Lambda表达式访问一个定义在Lambda表达式体外的非静态变量或者对象时,这个Lambda表达式称为“捕获的”。比如,下面这个lambda表达式捕捉了变量x:
int x = 5; return y -> x + y;
为了保证这个lambda表达式声明是正确的,被它捕获的变量必须是“有效final”的。所以要么它们需要用final修饰符号标记,要么保证它们在赋值后不能被改变。
Lambda表达式是否是捕获的和性能悄然相关。一个非不捕获的lambda通常比捕获的更高效,虽然这一点没有书面的规范说明(据我所知),而且也不能为了程序的正确性指望它做什么,非捕获的lambda只需要计算一次. 然后每次使用到它都会返回一个唯一的实例。而捕获的lambda表达式每次使用时都需要重新计算一次,而且从目前实现来看,它很像实例化一个匿名内部类的实例。

lambdas不做的事

你应该记住,有一些lambdas不提供的特性。为了Java 8它们被考虑到了,但是没有被包括进去,由于简化以及时间限制的原因。
Non-final* 变量捕获 - 如果一个变量被赋予新的数值,它将不能被用于lambda之中。”final”关键字不是必需的,但变量必须是“有效final”的(前面讨论过)。这个代码不会被编译:
int count = 0;
List strings = Arrays.asList(“a”, “b”, “c”);
strings.forEach(s -> {
count++; // error: can’t modify the value of count });
例外的透明度 - 如果一个已检测的例外可能从lambda内部抛出,功能性的接口也必须声明已检测例外可以被抛出。这种例外不会散布到其包含的方法。这个代码不会被编译:
void appendAll(Iterable values, Appendable out) throws IOException { // doesn’t help with the error values.forEach(s -> {
out.append(s); // error: can’t throw IOException here // Consumer.accept(T) doesn’t allow it });
}
有绕过这个的办法,你能定义自己的功能性接口,扩展Consumer的同时通过像RuntimeException之类抛出 IOException。我试图用代码写出来,但发现它令人困惑是否值得。
控制流程 (break, early return) -在上面的 forEach例子中,传统的继续方式有可能通过在lambda之内放置 “return;”来实现。但是,没有办法中断循环或者从lambda中通过包含方法的结果返回一个数值。例如:
final String secret = “foo”; boolean containsSecret(Iterable values) {
values.forEach(s -> { if (secret.equals(s)) {
??? // want to end the loop and return true, but can’t }
});
}
进一步阅读关于这些问题的资料,看看这篇Brian Goetz写的说明:在 Block中响应“已验证例外”

为什么抽象类不能通过利用lambda实例化

抽象类,哪怕只声明了一个抽象方法,也不能使用lambda来实例化。
下面有两个类 Ordering 和 CacheLoader的例子,都带有一个抽象方法,摘自于Guava 库。那岂不是很高兴能够声明它们的实例,像这样使用lambda表达式?
Ordering order = (a, b) -> …;
CacheLoader

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