Java8-1-初識Lambda表達式與函數式接口

jzman 發布于2019-08-16 10:53 / 1490人閱讀

摘要：而在中，表達式是對象，它們必須依附于一類特別的對象類型函數式接口。即表達式返回的是函數式接口類型。

Java8被稱作Java史上變化最大的一個版本。其中包含很多重要的新特性，最核心的就是增加了Lambda表達式和Stream API。這兩者也可以結合在一起使用。首先來看下什么是Lambda表達式。
Lambda表達式，維基百科上的解釋是一種用于表示匿名函數和閉包的運算符，感覺看到這個解釋還是覺得很抽象，接下來我們看一個例子

public class SwingTest {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame jFrame = new JFrame("My JFrame");
        JButton jButton = new JButton("My JButton");

        jButton.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {                
                System.out.println("Button Pressed!");
            } 
        }); 
        
        jFrame.add(jButton); jFrame.pack(); 
        jFrame.setVisible(true); 
        jFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); 
    }
}

這是一段Swing編程中的代碼，給Button綁定一個監聽事件，當點擊Button時會在控制臺輸出"Button Pressed!"內容。這里使用了創建了一個匿名內部類的實例來綁定到監聽器，這也是以往比較常規的代碼組織形式。但是仔細看一下我們會發現，實際上我們真正關注的就是一個ActionEvent類型的參數e和向控制臺輸出的語句System.out.println("Button Pressed!");。
如果將上段程序中以匿名內部類的方式創建接口實例的代碼替換成Lambda表達式后，代碼如下
public class SwingTest {

public static void main(String[] args) {
    JFrame jFrame = new JFrame("My JFrame");
    JButton jButton = new JButton("My JButton");

    jButton.addActionListener(e -> System.out.println("Button Pressed!"));

    jFrame.add(jButton);
    jFrame.pack();
    jFrame.setVisible(true);
    jFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
}

}
關注最中間部分代碼的變化，由原來的6行代碼，現在1行就可以實現了。這就是Lambda表達式的一種簡單形式。
可以看出Lambda表達式的語法是
(param1,param2,param3) -> {

//todo

}
這里參數的類型程序可以根據上下文進行推斷，但是并不是所有的類型都可以推斷出來，此時就需要我們顯示的聲明參數類型，當只有一個參數時小括號可以省略。當todo部分只有一行代碼時，外邊的大括號可以省略。如我們上面的示例
那么除了代碼簡潔了，Lambda表達式還給我們帶來了什么變化嗎？
我們回憶一下，在Java中，我們是否無法將函數作為參數傳遞給一個方法，也無法聲明返回值是一個函數的方法。在Java8之前，答案是肯定的。
那么，在上面的例子中我們居然可以將一段代碼邏輯作為參數傳遞給了監聽器，告訴監聽器事件觸發時你可以這么做，而不再需要以匿名內部類的方式作為參數。這也是Java8帶來的另一新特性：函數式編程。
支持函數式編程的語言有很多，在JavaScript中，把函數作為參數傳遞，或者返回值是一個函數的情況非常常見，JavaScript是一門非常常見的函數式語言。
Lambda為Java添加了缺失的函數式編程的特性，使我們能將函數當做一等公民看待。
在函數式編程語言中，Lambda表達式的類型是函數。而在Java中，Lambda表達式是對象，它們必須依附于一類特別的對象類型——函數式接口(Functional Interface)。
接下來我們看下函數式接口的定義：
如果一個接口中，有且只有一個抽象的方法（Object類中的方法不包括在內），那這個接口就可以被看做是函數式接口。

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface Runnable is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object"s
     * run method to be called in that separately executing
     * thread.
     * 
     * The general contract of the method run is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

來看下Runnable接口的聲明，在Java8后，Runnable接口多了一個FunctionalInterface注解，表示該接口是一個函數式接口。但是如果我們不添加FunctionalInterface注解的話，如果接口中有且只有一個抽象方法時，編譯器也會把該接口當做函數式接口看待。

@FunctionalInterface
public interface MyInterface {
    void test();
    String toString();
}

MyInterface這也是一個函數式接口，因為toString()是Object類中的方法，只是在這里進行了復寫，不會增加接口中抽象方法的數量。
(到這里額外提一下，Java8中，接口里面的方法不僅僅只能有抽象方法，也可以有具體實現了的方法，被稱作默認方法(default method)，這部分后面會具體介紹)
既然在Java中，Lambda表達式是對象。那么這個對象的類型是什么呢？我們再回顧下SwingTest程序，這里以匿名內部類的方式創建了一個ActionListener接口實例

jButton.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {                
        System.out.println("Button Pressed!");
    } 
});

使用Lambda表達式改進后

jButton.addActionListener(e -> System.out.println("Button Pressed!"));

也就是我們使用Lambda表達式創建了一個ActionListener接口的實例，再看下ActionListener接口的定義

public interface ActionListener extends EventListener {
    /**
     * Invoked when an action occurs.
     */
    public void actionPerformed(ActionEvent e);
}

只有一個抽象方法，雖然沒添加FunctionalInterface注解，但是也符合函數式接口的定義，編譯器會認為這是一個函數式接口。
所以，使用Lambda表達式可以創建函數式接口的實例。即Lambda表達式返回的是函數式接口類型。
實際上，函數式接口實例的創建可以有三種方式（參考自FunctionalInterface注解說明）：
1.Lambda表達式
2.方法引用（后續章節介紹）
3.構造方法引用（后續章節介紹）

小結：本篇我們打開了學習Java8的大門，認識了什么是lambda表達式，了解了函數式接口的定義是什么，并借住幾個例子展示了lambda表達式的便捷之處，如果覺得本篇文章對你有所幫助幫忙贊一下哈。

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