Java Lambda 表達式
根據 JSR 335 , Java 終于在 Java 8 中引入了 Lambda 表達式。也稱之為閉包或者匿名函數。
JSR 335
所謂的 JSR (Java Specification Requests) 全稱叫做 Java 規范提案。簡單來說就是向 Java 社區提交新的 API 或 服務 請求的提案。這些提案將作為 Java 社區進行 Java 語言開發的需求,引導著開發的方向。
JSR 335 的提案內容摘要如下:
This JSR will extend the Java Programming Language Specification and the Java Virtual Machine Specification to support the following features:
- Lambda Expressions
- SAM Conversion
- Method References
- Virtual Extension Methods
也就是如下幾點:
- 支持 lambda 表達式。
- 支持 SAM conversion 用來向前兼容。
- 方法引用 Method References
- Virtual Extension Methods
在 Java 8 中,以上均已經實現, 以上內容下文均有介紹。
為什么需要 Lambda 表達式?
Lambda 表達式,其實就是代碼塊。
原來怎么處理
在具體了解 lambda 之前,我們先往后退一步,看看之前我們是如何處理這些代碼塊的!
例子一
當決定在單獨的線程運行某程序時,你這樣做的
classWorkerimplementsRunnable{
publicvoidrun(){
for(inti =0; i <1000; i++)
doWork();
}
...
}
這樣執行:
Worker w = newWorker();
newThread(w).start();
Worker 中包含了你要執行的代碼塊。
例子二
如果你想實現根據字符串長度大小來排序,而不是默認的字母順序,你可以自己來實現一個 Comparator 用來 Sort。
classLengthComparatorimplementsComparator<String>{
publicintcompare(String first, String second){
returnInteger.compare(first.length(), second.length());
}
}
Arrays.sort(strings, newLengthComparator());
例子三
另外一個例子,我選的是 Android 中的點擊事件,同樣是 Java:
button.setOnClickListener(newView.OnClickListener() {
@Override
publicvoidonClick(View view){
Toast.makeText(MainActivity.this,"Hello World!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
上面代碼有什么問題呢?
它們都太復雜了啊!
上述例子都是在某個類中實現某個接口,然后傳遞到另外一個方法中作為參數,然后用來執行。
但是本質上,他們要傳遞的就是接口中那一個方法的實現而已啊!有必要先創建類,再實例化,再傳遞給調用的位置嗎?
因為 Java 是純面向對象的語言,像其他語言那樣隨隨便便傳個方法過來,那可不行,必須要這樣。
在其他語言中你可能可以,但是,在 Java 中,不可以。
Java 設計人員為了 Java 的簡潔跟連貫性,一直拒絕為 Java 添加這種功能。(這也是我喜歡 Java 而不喜歡 Python 的原因啊!!!)
經過多年的努力,開發人員終于找到了符合 Java 編程習慣的 Lambda 表達式!
Lambda 表達式語法(Syntax)
考慮下前面的例子:
Integer.compare(first.length(), second.length())
first 和 second 都是 String 類型,Java 是強類型的語言,必須指定類型:
(String first, String second)
-> Integer.compare(first.length(), second.length())
看到沒有!第一個 Lambda 表達式誕生了!!輸入、輸出簡潔明了!
為什么叫 Lambda 呢,這個很多年以前,有位邏輯學家想要標準化的表示一些可以被計算的數學方程(實際上存在,但是很難被表示出來),他就用 ? 來表示。
重新介紹一下 Java 中 Lambda 表達式的格式:
(參數) -> 表達式
多返回值
如果計算的結果并不由一個單一的表達式返回(換言之,返回值存在多種情況),使用“{}”,然后明確指定返回值。
(String first, String second) -> {
if(first.length() < second.length())return-1;
elseif(first.length() > second.length())return1;
elsereturn0;
}
無參數
如果沒有參數,則 “()”中就空著。
() -> { for(inti =0; i <1000; i++) doWork(); }
省略
如果參數的類型可以被推斷出,則可以直接省略
Comparator<String> comp
= (first, second) // Same as (String first, String second)
-> Integer.compare(first.length(), second.length());
這里,first 和 second 可以被推斷出是 String 類型,因為 是一個 String 類型的 Comparator。
如果單個參數可以被推斷出,你連括號都可以省略:
EventHandler<ActionEvent> listener = event ->
System.out.println("Thanks for clicking!");
// Instead of (event) -> or (ActionEvent event) ->
修飾符
你可以像對待其他方法一樣,annotation,或者 使用 final 修飾符
(finalString name) -> ...
(@NonNullString name) -> ...
永遠不要定義 result 的類型,lambda 表達式總是從上下文中推斷出來的:
(String first, String second) -> Integer.compare(first.length(), second.length())
注意
注意,在 lambda 表達式中,某些分支存在返回值,某些不存在返回值這樣的情況是不允許的。
如 (int x) -> {if (x >= 0) return 1; } 這樣是非法的。
函數式接口 (Functional Interfaces/SAM)
要介紹 Java 中 lambda 表達式的實現,需要知道什么是 函數式接口。
什么叫作函數式接口呢 (SAM)?
函數式接口指的是只定義了唯一的抽象方法的接口(除了隱含的 Object 對象的公共方法), 因此最開始也就做 SAM 類型的接口(Single Abstract Method)。
Lambda 表達式 向前兼容 這些接口。
Comparable
舉個例子 Array.sort:
Arrays.sort(words,
(first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()));
Array.sort() 方法收到一個實現了 Comparable 接口的實例。
其實可以把 Lambda 表達式想象成一個方法,而非一個對象,一個可以傳入一個接口的方法。
OnClickListener
再舉個例子
button.setOnClickListener(event ->
System.out.println("Thanks for clicking!"));
你看,是不是更易讀了呢?
Lambda 表達式能夠向前兼容這些 interfaces, 太棒了! 那 Lambda 表達式還能干什么呢?
實際上,將函數式接口轉變成 lambda 表達式是你在 Java 中 唯一 能做的事情。
Why ?!!
在其他的語言中,你可以定義一些方便的方法類型,但在 Java 中,你甚至不能將一個 Lambda 表達式賦值給類型為 Object 的變量,因為 Object 變量不是一個 Functional Interface。
Java 的設計者們堅持使用熟悉的 interface 概念而不是為其引入新的 方法類型。
(這里我還要為設計者點贊!謹慎的設計,一方面降低了初學者的門檻,一方面方便了高級用戶的使用。對比 python2 和 python3,升級的不兼容讓很多人一直停留在 python2)
Method References
能不能再簡潔一點?有的時候我們所要做的事情不過是調用其他類中方法來處理事件。
button.setOnClickListener(event -> System.out.println(event));
如果這樣呢?
button.setOnAction(System.out::println);
表達式 System.out::println 屬于一個方法引用(method reference), 相當于 lambda 表達式 x -> System.out.println(x)
再舉個例子,如果你想對字符串不管大小寫進行排序, 就可以這樣寫!
Arrays.sort(strings, String::compareToIgnoreCase)
如上所見 :: 操作符將方法名與實例或者類分隔開。總體來說,又如下的規則:
- object::instanceMethod
- Class::staticMethod
- Class::instanceMethod
值得指出的是, this 和 super 關鍵字可以在其中使用:
classGreeter{
publicvoidgreet(){
System.out.println("Hello, world!");
}
}
classConcurrentGreeterextendsGreeter{
publicvoidgreet(){
Thread t = newThread(super::greet);
t.start();
}
}
構造方法引用 Constructor References
跟上一個差不多,畢竟 構造方法 也是方法啊!!不過方法名字為 new 。
但是!這個構造方法引用有一個牛逼的地方!
你知道 Array 是不能使用范型的對吧!你沒有辦法創建一個類型為 T 的 Array 。 new T[n] 將會被覆蓋為 new Object[n]。
假設我們想要一個包含 buttons 的 Array。Stream interface 可以返回一個 Object array。
Object[] buttons = stream.toArray();
不不不,我們可不想要 Object。Stream 庫使用 構造方法引用解決了這個問題:
Button[] buttons = stream.toArray(Button[]::new);
變量作用域
注意到我們在題目中寫著 閉包(closure), 實際上,閉包的定義是: 引用了自由變量的函數。
在之前,如果需要在匿名類的內部引用外部變量,需要將外部變量定義為 final ,現在有了 lambda 表達式,你不必再這么做了。但同樣需要保證外部的自由變量不能在 lambda 表達式中被改變。
這是什么意思呢? 不需要定義為 final,也不能改?
其實理解起來很簡單,Java 8 中,不需要定義為 final ,但你其實可以直接把他當作 final,不要試圖修改它就行了。
即便你用內部類,現在也無需定義為 final 了。
Default Methods
由于歷史原因,像是類似 Collection 這種接口,如果進行添加接口的話,那將會造成之前的代碼出錯。
Java 想了一個一勞永逸的方法解決這個問題, 使用 default 修飾符來提供默認的實現
比如 Collection 接口的源代碼:
defaultvoidremove(){
thrownewUnsupportedOperationException("remove");
}
當沒有 override remove 這個方法是,調用的時候返回 UnsupportedOperationException 錯誤。
Static Methods in Interfaces
Java 8 中,你可以在接口中添加靜態方法了。 看起來好像并不符合接口的定義了。
一般用來生成一個簡單實現該 interface 的實例。
參考鏈接:
- JSR 335: Lambda Expressions for the JavaTM Programming Language
- Java 8 新特性概述
- Lambda Expressions in Java 8
來自:http://zhaochunqi.com/2016/11/15/java_lambda_expressions/