一起爪哇Java 8(二)——Lambda表达式和方法引用

    xiaoxiao2025-09-26  67

    定义

    Java 表达式有很多种,声明一个class是一个表达式,定义一个变量是一个表达式,写一个=赋值逻辑是一个表达式……

    Lambda表达式是这样一个表达式:

    lambdaParameters -> lambdaBody

    在lambdaParameters传递参数,在lambdaBody中编写逻辑。lambda表达式生成的结果就是一个函数式接口(上文提到过的)。lambdaBody中的逻辑内容(各种表达式)不会在定义时执行,在实际函数式接口调用时才会执行。

    举几个官方的例子看看:

    () -> {} // No parameters; result is void () -> 42 // No parameters, expression body () -> null // No parameters, expression body () -> { return 42; } // No parameters, block body with return () -> { System.gc(); } // No parameters, void block body () -> { // Complex block body with returns if (true) return 12; else { int result = 15; for (int i = 1; i < 10; i++) result *= i; return result; } } (int x) -> x+1 // Single declared-type parameter (int x) -> { return x+1; } // Single declared-type parameter (x) -> x+1 // Single inferred-type parameter x -> x+1 // Parentheses optional for // single inferred-type parameter (String s) -> s.length() // Single declared-type parameter (Thread t) -> { t.start(); } // Single declared-type parameter s -> s.length() // Single inferred-type parameter t -> { t.start(); } // Single inferred-type parameter (int x, int y) -> x+y // Multiple declared-type parameters (x, y) -> x+y // Multiple inferred-type parameters (x, int y) -> x+y // Illegal: can't mix inferred and declared types (x, final y) -> x+y // Illegal: no modifiers with inferred types

    lambda表达式的参数部分

    可以通过上面的例子看到,lambda的参数声明主要包含两大类,一类是声明类型的,一类是不声明类型的(依赖推断的)。其中声明类型的参数,与定义一个方法时声明参数是一样的。

    几个注意的点:

    _不能作为lambda参数。int...与int[]是一致的。当参数是推断类型时,注意推断类型的类型转换错误,类型是依据上下文变化的。

    来个推断的例子:

    Function inferedFunc = x -> { System.out.println(x.getClass().getTypeName()); return x.toString(); }; Object a = inferedFunc.apply(10); Object b = inferedFunc.apply(100D);

    lambda表达式的body部分

    body部分的形式同一个方法的描述基本一致,或者是一个表达式,或者是一个block代码。整体理解lambda的参数和body,可以对应上一节的Function接口来看:()的参数部分,对应Function的第一个泛型参数;{}或者类似x+1这样的表达式作为body,对应Function的第二个泛型参数。空参数对应Supplier,而空return对应Consumer。

    不同于匿名内部类的形式,lambda表达式的body共享上下文类的this变量。另一个注意点是lambda表达式的body里包含的外部变量,变量需要是final的或者effectively final。

    effectively final的定义如下:

    如果是有初始值的变量(赋值过一次),需要满足:

    没有声明final从未出现在赋值语句的左值部分从未作为一个变量被++或--之类的递增递减形式操作过

    如果是没有初始值的变量,需要满足:

    没有声明final在实际赋值前,绝对未赋值或者未绝对赋值从未作为一个变量被++或--之类的递增递减形式操作过方法、构造函数、lambda和异常的参数,会被认为是effectively final

    这里又引入两个概念:绝对赋值和绝对未赋值。

    绝对赋值:变量在复杂逻辑中的每个执行路径中都保证赋值语句存在。绝对未赋值:变量在复杂逻辑中的每个执行路径中都保证没有赋值语句存在。

    看个例子:(绝对赋值,需要注释掉n=6)

    { int k; while (true) { k = n; if (k >= 5) break; //这里之前是绝对赋值 n = 6; //如果n=2,那么k需要被赋值两次,就不是绝对赋值 } System.out.println(k); }

    不满足绝对赋值:

    { int k; while (n < 4) { k = n; if (k >= 5) break; n = 6; } System.out.println(k); /* k is not "definitely assigned" before this statement */ }

    绝对未赋值:

    void unflow(boolean flag) { final int k; if (flag) { k = 3; System.out.println(k); } else { k = 4; System.out.println(k); } }

    不满足绝对未赋值:

    void unflow(boolean flag) { final int k; if (flag) { k = 3; System.out.println(k); } if (!flag) { k = 4; System.out.println(k); /* k is not "definitely unassigned" before this statement */ } }

    body部分也表达出了一部分兼容性,即当body部分是表达式语句时,如果语句允许独立执行,那么该表达式等价于body部分是void返回值的。即如下的例子,list.add是个返回boolean的方法,因为可以独立执行,那么下面的例子都是OK的:

    List list = new ArrayList(); // Predicate has a boolean result java.util.function.Predicate<String> p = s -> list.add(s); // Consumer has a void result java.util.function.Consumer<String> c = s -> list.add(s);

    方法引用

    方法引用表达式是另一类执行函数式接口的模式,在Java 8之前是没有能力表达一个函数方法的,在Java 8引入函数式接口后,每个lambda表达式都代表了一个函数,可以指向性的将lambda表达式赋值给一个Function类的接口。另一个重要的方法就是直接使用函数方法引用。

    方法引用是通过[对象名]::[方法名]这种模式来引用的,其中::两个冒号的操作符非常重要。具体的场景针对类、对象实例、数组、泛型等均有不同的支持,下面的例子看看各种方法引用的表达方式:

    public class TestJ8MethodReference { public static void main(String[] args) { // static method Function<Integer, Integer> f1 = TestJ8MethodReference::add; System.out.println(f1.apply(1)); // instance method Function<String, String> f2 = String::trim; System.out.println(f2.apply(" abd b")); TestJ8MethodReference testJ8MethodReference = new TestJ8MethodReference(); Function<Integer, String> f3 = testJ8MethodReference::getStr; System.out.println(f3.apply(3)); // super testJ8MethodReference.testSuper(); // explicit type arguments for generic type testJ8MethodReference.testExplicitType(); // implicit type arguments for generic type testJ8MethodReference.testImplicitType(); // new Supplier s1 = TestJ8MethodReference::new; System.out.println(s1.get()); // type arguments inferred from context Consumer<int[]> c1 = Arrays::sort; int[] array = new int[]{4, 3, 2, 1}; c1.accept(array); // explicit type arguments Consumer<int[]> c2 = Arrays::<int[]>sort; c2.accept(array); // new array Function<Integer, int[]> f4 = (int[]::new); int[] a = f4.apply(10); System.out.println(a.length); } public static int add(int x) { return x + 1; } public String getStr(int x) { return "" + x; } public void testSuper() { Supplier<String> f = super::toString; System.out.println(f.get()); } public void testExplicitType() { List<String> list = new ArrayList<>(); Function<String, Boolean> func = list::add; System.out.println(func.apply("a")); } public void testImplicitType() { List list = new ArrayList(); Function<String, Boolean> func = list::add; System.out.println(func.apply("a")); } }

    其中需要注意的是,数组的new方法引用等价于一个有入参的Function,因为new一个数组是需要指定size的。

    总结

    无论lambda表达式还是方法引用表达式,所指向的都是一个方法或者是函数。而它们指向的内容能赋值的也一定是函数式接口。这两种指向也是实用场景各异,方法引用需要使用在已有方法上(显而易见),而lambda表达式是一种快速行内声明一个方法且指向一个函数式接口的方法。两者交互配合,基本可以覆盖各种函数式接口使用的场景。

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