Java基础系列-Lambda

一、概述

JDK1.8引入了函数式编程，重点包括函数式接口、lambda表达式、方法引用等。

所谓函数式编程就是将函数（一段操作）作为一个基本单位进行传递。以前的Java中参数只能是具体的变量，函数式编程打破这一规范，可以将整个方法作为一个参数传递。

Java毕竟是面向对象的编程语言，你要传递的东西，必须是一个类或接口的对象或者一个基本类型变量，所以Java就定义了函数式接口，用来承载传递的函数。

二、函数式接口

2.1 函数式接口

函数式接口是在JDK1.8中提出的新概念，但对应的却是老结构，在以往版本的JDK中就已经存在这种结构，只是没有定义化。

函数式接口就是只有一个抽象方法的接口。常用的函数式接口有Runnable、Comparator等。

JDK1.8将这些接口取了一个统一的名称函数式接口，为了规范化，同时避免用户自定义函数式接口时错误的添加了其他的抽象方法，而定义了一个注解：@FunctionalInterface，凡是由该注解标注的接口，统统为函数式接口，强制性的只有一个抽象方法。

为了函数式接口的扩展，JDK对接口规范进行了进一步修改，接口中除了可以定义抽象方法之外，还能够定义静态方法，和默认方法，而且这两种方法可以拥有自己的实现。其中静态方法一般作为工具方法，而默认方法是可以被继承重写的，还能拥有一个默认的实现。除此之外，函数式接口中还可以重写Object中定义的方法。

            // 典型函数式接口
            @FunctionalInterface
            public interface Runnable {
                public abstract void run();
            }

            // 自定义函数式接口
            @FunctionalInterface
            public interface Itest {
                void test();
                boolean equals(Object obj);// 重写Object中的方法
                default void defaultMethod(){
                    // 这是一个默认方法
                }
                static void staticMethod(){
                    // 这是一个静态方法
                }
            }

2.2 预定义的函数式接口

JDK 1.8为我们预定义了许多函数式接口，它们位于java.util.function包中。

三、Lambda表达式

Lambda表达式，简化了匿名内部类的操作方式。

Lamnda表达式可以用在两个地方，一种是集合遍历，另一种就是替换匿名内部类。

前者基于Iterable接口和Map接口中定义的forEach方法，后者则依据函数式接口。

3.1 forEach方法

其实forEach方法是对函数式接口的有效利用，将遍历的书写流程简化，我们不用再写一大堆的for循环框架代码。

            public class LanbdaTest {
                public static void main(String[] args) {
                    List<String> list = Collections.EMPTY_LIST;
                    list.forEach(System.out::println);
                    Map<String,Object> map = Collections.EMPTY_MAP;
                    map.forEach((k,v) -> System.out.println(k + ":"+ v));
                }
            }

forEach方法的参数是Consumer或者BiConsumer，主要用于消费资源，即需要提供参数，但是没有返回值的方法（函数或操作）。

forEach方法最开始是在Iterable接口和Map接口中定义的，这是以默认方法的方式定义的，分别以Consumer和BiConsumer作为入参。

Iterable中的forEach方法：

            public interface Iterable<T> {
                default void forEach(Consumer<? super T> action) {
                    Objects.requireNonNull(action);
                    for (T t : this) {
                        action.accept(t);
                    }
                }
            }

Iterable的实现类均可以通过重写该方法来自定义遍历的方式。

比如以数组为底层结构的ArrayList、CopyOnWriteArrayList、CopyOnWriteArraySet等都是以普通for循环来实现的遍历。而以链表为底层结构的LinkedList则没有重写forEach方法，采用默认方法中简化的for循环，编译器会对其进行处理，将其采用Iterator进行遍历。

Map中的forEach方法：

            public interface Map<K,V> {
                default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
                    Objects.requireNonNull(action);
                    for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
                        K k;
                        V v;
                        try {
                            k = entry.getKey();
                            v = entry.getValue();
                        } catch(IllegalStateException ise) {
                            // this usually means the entry is no longer in the map.
                            throw new ConcurrentModificationException(ise);
                        }
                        action.accept(k, v);
                    }
                } 
            }

在常用的HashMap和TreeMap中都对该方法进行了重写，HashMap采用数组+链表（红黑树）的方式实现，但是遍历的时候采用的就是数组+链表双重遍历，因为在HashMap中的红黑树同时还是一个双向链表。而TreeMap中则是使用树结构的中序遍历方式实现的。

3.2 替换匿名内部类

Lambda替换匿名内部类有一个前提，那就是这个匿名内部类的接口类型必须为函数式接口，如果不是函数式接口，是无法使用Lambda替换的。

常用的函数式接口为Runnable，使用匿名内部类方式如下：

            public class LambdaTest {
                public static void main(String[] args) {
                    Thread t = new Thread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            System.out.println("采用匿名内部类");
                        }
                    });
                }
            }

使用Lambda替换如下：

            public class LambdaTest {
                public static void main(String[] args) {
                    Thread t1 = new Thread(()->System.out.println("采用Lambda方式"));
                }
            }

Lambda表达式最大的作用其实就是替换匿名内部类，简化这种写法。

四、方法引用

方法引用出现的目的是为了解决所需的操作已经存在的情况。

当我们需要传递的操作已经存在，那就不必再费尽心思的再写一个出来啦，直接使用方法引用来将已有的方法给它就行了。

方法引用使用“::”双英文冒号组成的操作符来指定方法。

使用方法引用之后，你会很不适应，因为参数哪去啦？？？

是的，参数不再是显式传递，采用方法引用之后，参数会自动传递，我们举个例子看看简单的原理：

            public class LanbdaTest {
                public static String getName(Supplier<String> supplier){
                    return supplier.get();
                }
                public static void main(String[] args) {
                    Person person = new Person("huahua");
                    System.out.println(getName(person::getName));
                }
            }
            class Person{
                private String name;
                public Person(String name){
                    this.name = name;
                }
                public String getName() {
                    return name;
                }
                public void setName(String name) {
                    this.name = name;
                }
            }

执行结果为：

            huahua

解析：
首先我们使用了方法引用：person::getName，Person类中有已定义好的获取name的方法，这里就可以直接引用该方法。Supplier是供应者，可以无中生有，也就是不需要参数，产生一个返回值。

Person中的getName方法，明显就符合Supplier的格式，没有参数，但是返回了一个结果，所以这里就可以直接传递person::getName。

方法引用的种类：

• 类的构造器引用：ArrayList::new、String[]::new
• 类的静态方法引用：String::valueOf、Integer::valueOf
• 类的实例方法引用：String::length、Person::getName
• 对象的实例方法引用：sring::length、person::getName

方法引用于Lambda可以算是平等，并列的关系，Lambda用于自定义操作，方法引用用于引用已存在的操作。

来源：https://www.jianshu.com/u/c52a29db48b6

Java 面试宝典是大明哥全力打造的 Java 精品面试题，它是一份靠谱、强大、详细、经典的 Java 后端面试宝典。它不仅仅只是一道道面试题，而是一套完整的 Java 知识体系，一套你 Java 知识点的扫盲贴。

它的内容包括：

• 大厂真题：Java 面试宝典里面的题目都是最近几年的高频的大厂面试真题。
• 原创内容：Java 面试宝典内容全部都是大明哥原创，内容全面且通俗易懂，回答部分可以直接作为面试回答内容。
• 持续更新：一次购买，永久有效。大明哥会持续更新 3+ 年，累计更新 1000+，宝典会不断迭代更新，保证最新、最全面。
• 覆盖全面：本宝典累计更新 1000+，从 Java 入门到 Java 架构的高频面试题，实现 360° 全覆盖。
• 不止面试：内容包含面试题解析、内容详解、知识扩展，它不仅仅只是一份面试题，更是一套完整的 Java 知识体系。
• 宝典详情：https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/xvlo920axlp7sf4k
• 宝典总览：https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/yogsehzntzgp4ly1
• 宝典进展：https://www.yuque.com/chenssy/sike-java/en9ned7loo47z5aw

目前 Java 面试宝典累计更新 400+ 道，总字数 42w+。大明哥还在持续更新中，下图是大明哥在 2024-12 月份的更新情况：

想了解详情的小伙伴，扫描下面二维码加大明哥微信【daming091】咨询

同时，大明哥也整理一套目前市面最常见的热点面试题。微信搜[大明哥聊 Java]或扫描下方二维码关注大明哥的原创公众号[大明哥聊 Java] ，回复【面试题】 即可免费领取。