Java基础（十二）lambda表达式

　　1.引入lambda表达式的重要性

　　lambda表达式是一个可传递的代码块，可以在以后执行一次或多次。

　　在前面的回调部分，有一个例子是，ActionListener类实现了TimePrinter接口并在类中定义了一些方法作为到达时间后要发生的动作。然后将listener对象传递给Timer类的构造器中，启动构造器之后，一定的时间间隔后就可以执行ActionListener类中的动作方法。

class TimePrinter implements ActionListener
{  
   public void actionPerformed(ActionEvent event)
   {  
      System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
   }
}

　　还有一个例子是，如果要根据长度而不是默认的字典顺序对字符串排序，使用传统的接口的方法就是先定义一个实现了Comparator接口的类LengthComparator，然后实现其中的compare方法，然后创建一个LengthComparator的实例，最后将这个对象传递给Array.sort方法就可以实现按照字符串大小的顺序排列。

class LengthComparator implement Comparator<String>
{
    public int compare(String first, String second){
          return first.length() - second.length();
    }    
}

...
Arrays.sort(strings, new LengthComparator)

　　这两个例子的共同点就是，都是将一个代码块传递到某个对象（一个是定时器，一个是sort方法），而这个代码将会在将来的某个时间被调用。sort方法调用compare方法也不是立即调用的，而是在数组排序完成前，才会一直调用compare方法，如果顺序不正确就会重新排列元素。

　　如果不使用lambda表达式，在Java中不能直接传递代码段，必须创建一个对象，而这个对象的类需要一个方法能包含要传递的代码。

　　2.lambda表达式语法

　　上面的LengthComparator类中的compare中的方法用lambda表达式表示就是：

(first, second) -> first.length() - second.length()

　　而ActionListener类中的actionPerformed方法用lambda表达式表示就是：

ActionListener listenter = event ->
         System.out.println("The time is " + new Date())

　　这里可以看出lambda表达式的基本语法就是：(参数1类型  参数1， 参数2类型 参数2，...)  -> 表达式或代码块。

　　例如：

　　①如果代码无法放在一个表达式中，则可以把这些代码放在大括号{}中。如果只在某些分支返回值，那么就不合法，例如没有下面的else代码，表达式就不合法。

(String first, String second)  ->
    {
         if(first.length() < second.length()  return -1;
         else return 0;   
    }

　　②即使没有参数，也仍然要提供括号，就像没有参数的方法一样

() -> {for(int i = 1; i < 10; i++） System.out.print(i)};

　　③lambda表达式不需要执行返回值类型，可以根据上下文推导得出。

　　举例：

package lambda;

import java.util.*;

import javax.swing.*;
import javax.swing.Timer;

/**
 * This program demonstrates the use of lambda expressions.
 * @version 1.0 2015-05-12
 * @author Cay Horstmann
 */
public class LambdaTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      String[] planets = new String[] { "Mercury", "Venus", "Earth", "Mars", "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Neptune" };
      System.out.println(Arrays.toString(planets)); // 打印：[Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune]
      Arrays.sort(planets);
      System.out.println(Arrays.toString(planets)); // 按字典顺序的默认排序：[Earth, Jupiter, Mars, Mercury, Neptune, Saturn, Uranus, Venus]
      System.out.println("Sorted by length:");
      Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length());
      System.out.println(Arrays.toString(planets));// 按字符串长度排序：[Mars, Earth, Venus, Saturn, Uranus, Jupiter, Mercury, Neptune]
            
      Timer t = new Timer(1000, event -> System.out.println("The time is " + new Date()));
      t.start();     // 每个1秒，打印：The time is Wed Jul 18 20:09:40 GMT+08:00 2018...
   }
}

　　3.函数式接口

　　像前面的例子中，当表达式需要一个接口类的对象，并且这个接口类只有一个方法时，就可以提供一个lambda表达式，这种接口称为函数式接口。

　　还是以Array.sort方法来分析：

Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length());

　　底层的实现过程是：Arrays.sort方法会接收实现了Comparator<string>的某个类的对象。在这个对象上调用compare方法会执行这个lambda表达式的体。这些对象和类的管理完全取决于具体实现，与使用传统的内联类相比，这样可能要高效得多。实际上，最好把lambda表达式看成是一个函数，而不是一个对象。

　　4.方法引用

　　如果已经有现成的方法可以完成想要传递到其他代码中的某个动作，可以使用方法引用。

　　例如：在定时器中定时打印这个动作事件对象本身，使用传统的lambda表达式是：

Timer t = new Timer(1000, event -> System.out.println(event));

　　如果使用方法引用的话，可以写成这样：和上面的表达等价

Timer t = new Timer(1000, System.out::println);

　　总结来说，就是x -> System.out.println(x)等价于System.out::println，相当于把println方法传递了进去，所以叫方法引用。

　　方法引用的四种类型：

• object::instanceMethod（obj::show等价于() -> obj.show()）
• Class::staticMethod（x -> System.out.println(x)等价于System.out::println；Math::pow等价于(x,y）->Math.pow(x,y))
• Class::instanceMethod（String::compareToIgnoreCase等价于(x,y)->x.compareToIgnoreCase(y)）
• this和super（this::equals等价于x -> this.equals(x)；Timer t = new Timer(1000, super::greet）

　　5.构造器引用
　　构造器引用于方法名引用类似，只不过方法名是new而已。

　　例如，

　　Person::new是Person构造器的一个引用，如果有多个构造器，将会自动从上下文推导出一个构造器。

　　int[]::new是等价于lambda表达式x -> new int[x]

　　

　　6.变量作用域

　　lambda表达式可以捕获外围作用域中变量的值，但是有一些限制：

• 只能引用值不会改变的变量。
• 只能引用不会在外部改变的变量。
• 变量必须是最终变量，即变量初始化后不会再为它赋值
• 不能声明一个与外部局部变量同名的变量
• 不能有两个同名的局部变量
• lambda表达式中this关键字是指lambda表达式所在的类对象。

　　

　　7.应用lambda表达式的Comparator接口

　　Comparator接口中包含很多方便的静态方法来创建比较器，这些方法可以用lambda表达式表达或引用。

　　（1）假设有一个Person对象数组，要按名字对这些对象进行排序：

Arrays.sort(people, Comparator.comparing(Person::getName));

　　（2）比较名字的另一种表达，先比较姓，如果相等再比较名：

Arrays.sort(people, Comparator.comparing(Person::getLastName).thenComparing(Person::getFirstName));

　　（3）根据人名的长度比较排序：

Arrays.sort(people, Comparator.comparing(Person::getName), (s,t)->Integer.compare(s.length(), t.length());

　　（4）遇到中文名字null时不会抛出异常，并且按照自然顺序比较（按自然顺序逆序reverseOrder()）：

Arrays.sort(people, Comparator.comparing(Person::getMiddleName), Comparator.nullFirst(naturalOrder());