JAVA中的Lamda表达式详解

一、简介

• lambda表达式是Java8的新特性之一，它将允许我们将行为传到函数里。在Java 8之前，如果想将行为传入函数，仅有的选择就是匿名类，需要6行代码。而定义行为最重要的那行代码，却混在中间不够突出。Lambda表达式取代了匿名类，取消了模板，允许用函数式风格编写代码。这样有时可读性更好，表达更清晰。在Java生态系统中，函数式表达与对面向对象的全面支持是个激动人心的进步。
• “Lambda 表达式”(lambda expression)是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象(lambda abstraction)，是一个匿名函数，即没有函数名的函数。Lambda表达式可以表示闭包（注意和数学传统意义上的不同）。

二、语法

1. Lambda语法：
   (parameters)->expression 或者 (parameters)->{statements;}
2. Lambda表达式由三部分组成：

• parameters:类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明也可不声明而由JVM隐含的推断，当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。
• -> :可以理解为“被用于”的意思。
• 方法体：可以是表达式也可以是代码块，实现函数式接口中的方法。这个方法体可以有返回值也可以没有返回值。

3. 传统写法与Lambda写法的比较：

    //传统方式使用接口
    Transform<String ,Integer> transform1 = new Transform<String, Integer>() {
        @Override
        public Integer transform(String s) {
            return Integer.valueOf(s);
        }
    } ;

    //Lambda方式使用接口,就是这么简单粗暴，没脾气
    Transform<String,Integer> transform2 = (s)-> Integer.valueOf(s);

三、访问权限

1. 在Lambda表达式使用中，Lambda表达式外面的局部变量会被JVM隐式的编译成final类型，Lambda表达式内部只能访问，不能修改。
2. Lambda表达式内部对静态变量和成员变量是可读可写的。
3. Lambda不能访问函数接口的默认方法，在函数接口中可以添加default关键字定义默认的方。

局部变量示例：

 public static void main(String[] args) {
        int num = 6;//局部变量
        Sum sum = value -> {
//            num = 8; 这里会编译出错
            return num + value;
        };
        sum.add(8);
    }

    /**
     * 函数式接口
     */
    @FunctionalInterface
    interface Sum{
        int add(int value);
    }

静态变量和成员变量示例：

 public int num1 = 6;
    public static int num2 = 8;
    private int getSum(){
        Sum sum = value -> {
            num1 = 10;
            num2 = 10;
            return  num1 + num2;
        };
        return sum.add(1);
    }

    /**
     * 函数式接口
     */
    @FunctionalInterface
    interface Sum{
        int add(int value);
    }

四、方法引用

1. 在lambda表达式中，方法引用是一种简化写法，引用的方法就是Lambda表达式的方法体的实现 。
2. 语法结构：ObjectRef:: methodName
   左边是类名或者实例名，中间的“：：”是方法引用符号，右边是相应的方法名 。
3. 方法引用一般分为三类：
   静态方法引用，实例方法引用，构造方法引用。

public static void main(String[] args){
        //传统方式
        Transform<String ,Integer> transform1 = new Transform<String, Integer>() {
            @Override
            public Integer transform(String s) {
                return new Obj().strToInt(s);
            }
        };
        int result1 = transform1.transform("100");
        //Lambda方式
        Obj obj = new Obj();
        Transform<String,Integer> transform2 = obj::strToInt;
        int result2 = transform2.transform("200");
    }
    /**
     * 函数式接口
     * @param <A>
     * @param <B>
     */
    interface Transform<A,B>{
        B transform(A a);
    }
    /**
     * 实例对象类
     */
    static class Obj{
        public int strToInt(String str){
            return Integer.valueOf(str);
        }
    }

五、四个常用的接口

Predicate接口

/**
 * Predicate接口：输入一个参数，返回一个boolean值，内置了许多用于逻辑判断的默认方法
 */
public class F_实践之Predicate {
    public void predicateTest(){
        Predicate<String> predicateStr = s -> s.length()>8;
        boolean testResult = predicateStr.test("test");//需要api 24
        testResult = predicateStr.negate().test("test");//取反，也就是s.length<=8

        Predicate<Object> predicateObj = Objects::nonNull;
        Object obj = null;
        testResult = predicateObj.test(obj);//判断是否为空
    }
}

Consumer接口

/**
 * consumer接口：对输入的参数进行操作。有输入没输出
 */
  private static void consumerTest(){
        Consumer<Integer> add5 = (p) -> {
            System.out.println("old value:" + p);
            p = p + 5;
            System.out.println("new value:" + p);
        };
        add5.accept(10);
    }

Function接口

/**
 * Function接口：接受一个参数，返回单一的结果。默认的方法（andThen）可将多个函数串在一起，形成复合Funtion（有输入，有输出）结果
 */
  public static void functionTest(){
        Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
        //toInteger的执行结果作为第二个backToString的输入
        Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
        String result = backToString.apply("1234");
        System.out.println(result);

        Function<Integer, Integer> add = (i) -> {
            System.out.println("frist input:" + i);
            return i * 2;
        };
        Function<Integer, Integer> zero = add.andThen((i) -> {
            System.out.println("second input:" + i);
            return i * 0;
        });

        Integer res = zero.apply(8);
        System.out.println(res);
    }

Supplier接口

/**
 * Supplier接口：返回一个给定类型的结果。不需要输入参数，无输入有输出
 */
   private static void supplierTest(){
        Supplier<String> supplier = () -> "我就是输出";
        String s = supplier.get();
        System.out.println(s);
    }

六、Steam管道操作

1. Lambda为java8带来了闭包，支持对集合对象的stream进行函数式操作， stream api被集成进了collection api ，允许对集合对象进行批量操作。
2. Stream表示数据流，它没有数据结构，本身也不存储元素，其操作也不会改变源Stream，而是生成新Stream.作为一种操作数据的接口，它提供了过滤、排序、映射、规约等多种操作方法，
3. 这些方法按照返回类型被分为两类：凡是返回Stream类型的方法，称之为中间方法（中间操作），其余的都是完结方法（完结操作）。完结方法返回一个某种类型的值，而中间方法则返回新的Stream。
4. 中间方法的调用通常是链式的，该过程会形成一个管道，当完结方法被调用时会导致立即从管道中消费值，这里我们要记住：Stream的操作尽可能以“延迟”的方式运行，也就是我们常说的“懒操作”，
5. 这样有助于减少资源占用，提高性能。对于所有的中间操作（除sorted外）都是运行在延迟模式下。
6. Stream不但提供了强大的数据操作能力，更重要的是Stream既支持串行也支持并行，并行使得Stream在多核处理器上有着更好的性能。
7. Stream的使用过程有着固定的模式：
   1.创建Stream
   2.通过中间操作，对原始Stream进行“变化”并生成新的Stream
   3.使用完结操作，生成最终结果

中间操作方法

1. 过滤(filter)
   结合Predicate接口，Filter对流对象中的所有元素进行过滤,该操作是一个中间操作，这意味着你可以在操作返回结果的基础上进行其他操作

 public static void sreamFilterTest(List<String> lists){ //要明确这list的泛型类型，否则jvm不能根据上下文确定参数类型
        lists.stream().filter((s -> s.startsWith("a"))).forEach(System.out::println);//将开头是a的过滤出来

        //等价于以上操作
        Predicate<String> predicate = (s) -> s.startsWith("a");//将开头是a的过滤出来
        lists.stream().filter(predicate).forEach(System.out::println);

        //连续过滤
        Predicate<String> predicate1 = (s -> s.endsWith("1"));//将开头是a，并且结尾是1的过滤出来
        lists.stream().filter(predicate).filter(predicate1).forEach(System.out::println);
    }

2. 排序(sorted)
   结合Comparator,该操作返回一个排序过后的流的视图，原始流的顺序不会改变。通过Comparator来指定排序规则，默认是自然排序

 private static void streamSortedTest(List<String> list){
        //默认排序
        list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(System.out::println);
        System.out.println("- - - - - - - - -");
        //自定义排序
        list.stream().sorted(((s, t1) -> t1.compareTo(s))).filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(System.out::println);
    }

3. 映射(map)
   结合Function接口，该操作能将流对象中的每一个元素映射为另一个元素，实现元素类型的转换。

 private static void streamMapTest(List<String> list){
        list.stream().map(String::toUpperCase).sorted((s, t1) -> t1.compareTo(s)).forEach(System.out::println);
        System.out.println("- - - - - - ");
        //自定义映射规则
        Function<String,String> function = s -> {return  s + ".map3";};
        list.stream().map(function).forEach(System.out::println);
    }

完结操作方法

1. 匹配(match)
   用来判断某个predicate是否和流对象相匹配，最终返回boolean类型的结果

 private static void streamMatchTest(List<String> list){
        //流对象中只要有一个元素匹配就返回true
        boolean anyStartWithA = list.stream().anyMatch(s -> s.startsWith("a"));
        System.out.println("集合中是否有以'a'来头："+ anyStartWithA);
        //流对象中每一个元素都匹配才返回true
        boolean allStartWithA = list.stream().allMatch(s -> s.startsWith("a"));
        System.out.println("集合中每一个都是以'a'开头："+ allStartWithA);
        //流对象中没有匹配时返回true
        boolean noneStartWithA = list.stream().noneMatch(s -> s.startsWith("c"));
        System.out.println("集合中没有以'c'开头："+ noneStartWithA);
    }

2. 收集(collect)
   在对经过变换后，将变换的stream元素收集，比如将这些元素存在集合中，可以使用stream提供的collect方法

 private static void streamCollectTest(List<String> list){
        List<String> listNew = list.stream().filter(s -> s.startsWith("b")).sorted().collect(Collectors.toList());
        System.out.println(listNew );
    }

3. 规约(reduce)
   允许我们用自己的方式计算元素或者将一个stream中元素以某种规律关联

private static void streamReduceTest(List<String> list){
        Optional<String> optional = list.stream().sorted().reduce((s, s2) -> {
            System.out.println(s+"-"+s2);
            return s+"-"+s2;
        });
    }

4. 计数(count)
   用来统计流中元素的总数

private static void streamCountTest(List<String> list){
        long count = list.stream().filter(s -> s.startsWith("b")).count();
        System.out.println("以'b'开头的数量："+ count);
    }