什么是Lambda Expression
对于Lambda Expression,我的理解是,它是一个函数表达式,如下:
(int x, int y) -> x - y
符号左边定义了函数的输入,右边定义了输出。在上面的例子中,我们定义了一个关于x,y的函数,这个函数的作用是计算两者之差。那么它的类型是什么呢?比如1+1这个表达式它的(返回值)类型是int。对于函数表达式,它的类型一般是由上下文定的。
把上面的例子放到具体使用环境中,如下所示,我们可以根据上下文语义判断,该Lambda Expression的(返回值)类型是Comparator。
Arrays.sort(input[], (int x, int y) -> x - y );
为什么要引入Lambda Expression
Lambda Expression是Java 8引入的一个非常重要的新特性,它也是Java第一次尝试引入函数式编程的相关内容。
关于函数式编程,我想类比javascript,在js中函数也可以作为变量的基本类型之一,并且可以当做值一样进行传递。但是在Java中,函数是绑定在对象上的,如果需要调用一个函数foo(),需要先实例化一个对象Obj,然后再调用这个对象里的该函数Obj.foo()。如果Java中可以像js一样,直接传递函数,岂不是很酷?
为了实现这个功能,用到了:
- Functional Interface 函数式编程的概念
- Java8新增的接口 Function
- Java8新增的语法 Lambda Expression
具体怎么实现呢?本质上来说是,新创建一个对象,然后实现Function接口。这个对象即可以看成是一个函数。
除此之外,Lambda Expression还可以快速地创建匿名对象并实现接口方法。
下面,对这两种模式具体讲解。
Lambda Expression的使用 - 创建对象
在面向接口的编程中,我们会遇到许多函数式接口(Functional Interface),即只包含一个抽象方法的接口,比如java.lang.Runnable和java.util.Comparator都是典型的函数式接口。在实际使用过程中,我们需要新建一个对象,然后implements这个接口,再实现该接口的抽象方法。如下所示:
// 常规方法 button.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { log(e.getActionCommand()); } });
这段代码实现的功能是给这个button加一个ActionListener,然后在这个button有操作的时候,log该操作的名称。这样写起来有点复杂,实际上我们真正关心的只是那一行log的代码而已。如果使用Lambda Expression,可以大大简化代码量,如下所示:
// Lambda Expression方法 button.addActionListener(e -> log(e.getActionCommand()));
下面,再给出一个经典的Comparator的例子参考。
// 常规方法 Arrays.sort(input[], new Comparator<Integer>() { @Override public int compare(int a, int b) { return (a-b); // in ascending order } }); // Lambda Expression方法 Arrays.sort(input[], (int a, int b) -> a-b );
下面,再给出一个常用的Runnable的例子参考。
Thread thread = new Thread(() -> {
System.out.println("Hello " + Thread.currentThread().getName());
});
thread.start();
Lambda Expression的使用 - 传递函数
前面已经提到过了,Java不能传递函数,只能传递对象。为了实现传递函数的功能,设计上采取了一个折中的方法,创建了一个Function的接口。这样一来需要被传递的函数就可以作为一个新的对象,实现这个Function接口,来进行传递。如下示例:
在该例中,(String v) -> v.length()这个Lambda表达式就是传递的方法(函数)。
public class CollectionUtils { // 对传入的参数input进行processor操作,依旧以list的形式返回 public static List map(List input, Function processor) { ArrayList result = new ArrayList(); for (T obj : input) { result.add(processor.apply(obj)); } return result; } public static void main(String[] args) { List input = Arrays.asList(new String[] {"apple", "orange", "pear"}); // 统计字符串的长度 List lengths = CollectionUtils.map(input, (String v) -> v.length()); // 将字符串转换为大写 List uppercases = CollectionUtils.map(input, (String v) -> v.toUpperCase()); }
下面,再给出一个Callable的例子。例中,delayFeedback("task", 1)就是传递的方法(函数)。
Callable<String> delayFeedback(String feedback, long sleepSeconds) { return () -> { TimeUnit.SECONDS.sleep(sleepSeconds); return feedback; }; } ExecutorService executor = Executors.newWorkStealingPool(); List<Callable<String>> tasks = Arrays.asList( delayFeedback("task1", 1), delayFeedback("task2", 2), delayFeedback("task3", 3)); String result = executor.invokeAny(tasks);
反思与总结
从上面的例子中,我们大概对Lambda Expression是什么,怎么使用有了一个大概的了解。
回到最初的问题,再次反思Lambda Expression到底是个什么东西。我觉得,首先,可以把它看作一个Anonymous Class。其次,这个Class一定继承了某个Function Interface。至于这Class是什么类型的,需要根据上下文判断。
那么,什么地方可以用Lambda Expression?答案是FunctionalInterface。什么是FunctionalInterface?官方的回答是:
Conceptually, a functional interface has exactly one abstract method.
举几个常见的FunctionalInterface的例子:
@FunctionalInterface public interface Comparator<T> @FunctionalInterface public interface Function<T,R> @FunctionalInterface public interface Predicate<T> public Interface ActionListener
这正好对应了文中之前出现的例子。(说明:对于第1,2,3个,Java 8 API已经用Annotation标明了它是FunctionalInterface,对于第4个,虽然没有标,但是它符合FunctionalInterface的定义,所以也是。)