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Java函数式接口(Lambda)的深入理解

时间:2021-03-10 08:42:41      阅读:31      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

Java是一流的面向对象语言,除了部分简单数据类型,Java 中的一切都是对象,即使数组也是一种对象,每个类创建的实例也是对象。在 Java 中定义的函数或方法不可能完全独立,也不能将方法作为参数或返回一个方法给实例。

从 Swing 开始,我们总是通过匿名类给方法传递函数功能,以下是旧版的事件监听代码:

someObject.addMouseListener(new MouseAdapter() {
        public void mouseClicked(MouseEvent e) {

            //Event listener implementation goes here...

        }
    });

在上面的例子里,为了给 Mouse 监听器添加自定义代码,我们定义了一个匿名内部类 MouseAdapter 并创建了它的对象,通过这种方式,我们将一些函数功能传给 addMouseListener 方法。

简而言之,在 Java 里将普通的方法或函数像参数一样传值并不简单,为此,Java 8 增加了一个语言级的新特性,名为 Lambda 表达式

为什么 Java 需要 Lambda 表达式?

Java 一直都致力维护其对象至上的特征,在使用过 JavaScript 之类的函数式语言之后,Java 如何强调其面向对象的本质,以及源码层的数据类型如何严格变得更加清晰可感。其实,函数对 Java 而言并不重要,在 Java 的世界里,函数无法独立存在。

Lambda 表达式简介

Lambda 表达式是一种匿名函数(对 Java 而言这并不完全正确,但现在姑且这么认为),简单地说,它是没有声明的方法,也即没有访问修饰符、返回值声明和名字。

Java 中的 Lambda 表达式通常使用 (argument) -> (body) 语法书写,例如:

(arg1, arg2...) -> { body }

(type1 arg1, type2 arg2...) -> { body }

以下是一些 Lambda 表达式的例子:

(int a, int b) -> {  return a + b; }

() -> System.out.println("Hello World");

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

() -> 42

() -> { return 3.1415 };

Lambda 表达式的结构

让我们了解一下 Lambda 表达式的结构。

  • 一个 Lambda 表达式可以有零个或多个参数
  • 参数的类型既可以明确声明,也可以根据上下文来推断。例如:(int a)(a)效果相同
  • 所有参数需包含在圆括号内,参数之间用逗号相隔。例如:(a, b)(int a, int b)(String a, int b, float c)
  • 空圆括号代表参数集为空。例如:() -> 42
  • 当只有一个参数,且其类型可推导时,圆括号()可省略。例如:a -> return a*a
  • Lambda 表达式的主体可包含零条或多条语句
  • 如果 Lambda 表达式的主体只有一条语句,花括号{}可省略。匿名函数的返回类型与该主体表达式一致
  • 如果 Lambda 表达式的主体包含一条以上语句,则表达式必须包含在花括号{}中(形成代码块)。匿名函数的返回类型与代码块的返回类型一致,若没有返回则为空

什么是函数式接口

在 Java 中:

  • Marker(标记)类型的接口是一种没有方法或属性声明的接口,简单地说,标记接口是空接口,只起到一个标记的作用。

  • 相似地,函数式接口是只包含一个抽象方法声明的接口。

java.lang.Runnable 就是一种函数式接口,在 Runnable 接口中只声明了一个方法 void run(),我们使用匿名内部类来实例化函数式接口的对象,有了 Lambda 表达式,这一方式可以得到简化。

每个 Lambda 表达式都能隐式地赋值给函数式接口,例如,我们可以通过 Lambda 表达式创建 Runnable 接口的引用。

Runnable r = () -> System.out.println("hello world");

当不指明函数式接口时,编译器会自动解释这种转化:

new Thread(
   () -> System.out.println("hello world")
).start();

因此,在上面的代码中,编译器会自动推断:根据线程类的构造函数签名 public Thread(Runnable r) { },将该 Lambda 表达式赋给 Runnable 接口。

以下是一些 Lambda 表达式及其函数式接口:

Consumer<Integer>  c = (int x) -> { System.out.println(x) };

BiConsumer<Integer, String> b = (Integer x, String y) -> System.out.println(x + " : " + y);

Predicate<String> p = (String s) -> { s == null };

@FunctionalInterface 是 Java 8 新加入的一种接口,用于指明该接口类型声明是根据 Java 语言规范定义的函数式接口。Java 8 还声明了一些 Lambda 表达式可以使用的函数式接口,当你注释的接口不是有效的函数式接口时,可以使用 @FunctionalInterface 解决编译层面的错误。

以下是一种自定义的函数式接口: @FunctionalInterface public interface WorkerInterface {

   public void doSomeWork();

}

根据定义,函数式接口只能有一个抽象方法,如果你尝试添加第二个抽象方法,将抛出编译时错误。例如:

@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {

    public void doSomeWork();

    public void doSomeMoreWork();

}

错误:

Unexpected @FunctionalInterface annotation 
    @FunctionalInterface ^ WorkerInterface is not a functional interface multiple 
    non-overriding abstract methods found in interface WorkerInterface 1 error

函数式接口定义好后,我们可以在 API 中使用它,同时利用 Lambda 表达式。例如:

 //定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {

   public void doSomeWork();

}


public class WorkerInterfaceTest {

public static void execute(WorkerInterface worker) {
    worker.doSomeWork();
}

public static void main(String [] args) {

    //invoke doSomeWork using Annonymous class
    execute(new WorkerInterface() {
        @Override
        public void doSomeWork() {
            System.out.println("Worker invoked using Anonymous class");
        }
    });

    //invoke doSomeWork using Lambda expression 
    execute( () -> System.out.println("Worker invoked using Lambda expression") );
}

}

输出:

Worker invoked using Anonymous class 
Worker invoked using Lambda expression

这上面的例子里,我们创建了自定义的函数式接口并与 Lambda 表达式一起使用。execute() 方法现在可以将 Lambda 表达式作为参数。

Lambda 表达式与匿名类的区别

使用匿名类与 Lambda 表达式的一大区别在于关键词的使用。对于匿名类,关键词 this 解读为匿名类,而对于 Lambda 表达式,关键词 this 解读为写就 Lambda 的外部类。

Lambda 表达式与匿名类的另一不同在于两者的编译方法。Java 编译器编译 Lambda 表达式并将他们转化为类里面的私有函数,它使用 Java 7 中新加的 invokedynamic 指令动态绑定该方法。

Java函数式接口(Lambda)的深入理解

首先给出”原材料“:

//Supplier 函数接口 
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}

//getString()调用Supplier
import java.util.function.Supplier;

    public class TestSupplier {
        
        private static String getString(Supplier<String> function) {
            return function.get();
        } 
        public static void main(String[] args) {
            String msgA = "Hello";
            String msgB = "World";
            System.out.println(getString(() ‐> msgA + msgB));
        }
    }

分析getString(() ‐> msgA + msgB)的执行过程:

  1. 首先getString要求的参数为Supplier,而我们传入的是 () ‐> msgA + msgB 表达式,java虚拟机会帮我们自动填装一个Supplier对象:

    Supplier<String>
    {
    	String get()
    	{	
    		return msgA + msgB;
    	}
    }
    

    这里的填装也不是随便填装,注意:

    • 这里Supplier接口的get方法没有接收参数,所以我们的表达式不能有参数。
    • get方法有返回值,因此我们表达式代码也要返回值且类型必须相同。

    只有符合规则,java虚拟机才能做到自动填装。

Java函数式接口(Lambda)的深入理解

原文:https://www.cnblogs.com/wuhuzc/p/14509083.html

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