Java 8 lambda 表达式

2017-07-29 From 程序之心 By 丁仪

lambda 表达式是 Java 8 支持的新特性之一。通过 lambda 表达式,Java 具备了函数式编程的能力。相对于 Haskell、Erlang 等语言 Java 的函数式支持仍然较为薄弱,但是也能简化代码的开发和阅读。

函数接口

函数接口是指只有一个抽象方法的接口。lambda 表达式主要依赖于函数接口实现,自动推导出需要实现和调用的方法就是唯一的抽象方法。

函数接口也可以拥有静态方法、默认方法和 Object 对象的方法( 如 equals、toString、hashcode )。JDK 中使用 @FunctionalInterface 注解了所有函数接口。以 BiConsumer 为例,定义如下:

@FunctionalInterface 
public interface BiConsumer < T, U > {
    void accept(T t, U u);
    default BiConsumer < T,
    U > andThen(BiConsumer super T, ? super U > after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (l, r) - > {
            accept(l, r);after.accept(l, r);
        };
    }
}

BiConsumer 接口定义了两个方法,accept 是一个抽象方法,andThen 是一个 default 方法并且拥有实现。BiConsumer 接口用于 lambda 表达式时,自动推导出需要实现和调用它的 accept 方法。

lambda 表达式

lambda 表达式由三个部分组成:参数列表、箭头符号 ( -> ) 和方法体。

参数列表就是推导出的传给抽象方法的所有参数,参数顺序与抽象方法的定义保持一致。参数的类型从函数接口的抽象方法定义推导出来,可以省略类型声明仅定义变量名。参数列表一般用 () 括起来,如果只有一个参数可以省略 ()。

方法体就是用 {} 括起来的多条语句,和常规方法的写法一样。当只有一条语句时,可以省略 {}、语句结尾的分号和返回值用到的 return。如 (x,y) -> x + y 只有一条求和语句。

在如下的示例 LambdaTest 中,thread 和 consumer 是用 lambda 表达式定义的两个对象。thread 是 Runnable 接口的实现,lambda 自动推导出 run 方法的实现是一条输出语句。list 和 map 使用了 foreach 方法来执行 lambda 表达式,map 的调用传入了 consumer 对象,而 list 的调用则是直接传入了一个 lambda 表达式。

public class LambdaTest {
    Runnable thread = () - > System.out.println("lambda");
    BiConsumer < String, String > consumer = (key, value) - > {
        System.out.println(key + ":" + value);
    };
    public void test() {
        thread.run();
        List < Integer > list = Arrays.asList(1, 2);
        list.forEach(value - > {
            System.out.println(value);
        });
        HashMap < String, String > map = new HashMap < > ();
        map.put("test", "test");
        map.forEach(consumer);
    }
}

引用值而不是变量

lambda 表达式要求所引用的外部变量都是 final 变量或事实上的 final 变量。如果声明的时候没有定义成 final 类型,则在 lambda 表达式使用前不能再修改这个变量的值。

如下的示例中,text 没有声明成 final 类型,因此不能再修改 text 的值,如果修改 text 编译器就会报错。text 仅赋值了一次,类似于 final 变量不能再变化,成为事实上的 final 变量。

String text = "test";
/*Local variable text defined in an enclosing scope must be final or effectively final text = "test change";*/
List < Integer > list = Arrays.asList(1, 2);
list.forEach(value - > {
    System.out.println(text + value);
});

lambda 表达式之所以有这样的要求,是因为,lambda 表达式使用的是 text 变量的值,而不是 text 变量的引用。lambda 表达式的这个特性使得 lambda 表达式像是一个闭包,把外部环境与内部变量隔离开。

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