轉 | Java8初體驗（一）lambda表達式語法

感謝同事【天錦】的投稿。投稿請聯繫 tengfei@ifeve.com

本文主要記錄本身學習Java8的歷程，方便你們一塊兒探討和本身的備忘。由於本人也是剛剛開始學習Java8，因此文中確定有錯誤和理解誤差的地方，但願你們幫忙指出，我會持續修改和優化。本文是該系列的第一篇，主要介紹Java8對屌絲碼農最有吸引力的一個特性—lambda表達式。

java8的安裝

工欲善其器必先利其器，首先安裝JDK8。過程省略，你們應該均可以本身搞定。可是有一點這裏強調一下（Windows系統）：目前咱們工做的版本通常是java 6或者java 7，因此不少人安裝java8基本都是學習爲主。這樣就在本身的機器上會存在多版本的JDK。並且你們通常是但願在命令行中執行java命令是基於老版本的jdk。可是在安裝完jdk8而且沒有設置path的狀況下，你若是在命令行中輸入：java -version，屏幕上會顯示是jdk 8。這是由於jdk8安裝的時候，會默認在C:/Windows/System32中增長java.exe，這個調用的優先級比path設置要高。因此即便path裏指定是老版本的jdk，可是執行java命令顯示的依然是新版本的jdk。這裏咱們要作的就是刪除C:/Windows/System32中的java.exe文件（不要手抖！）。

Lambda初體驗

下面進入本文的正題–lambda表達式。首先咱們看一下什麼是lambda表達式。如下是維基百科上對於」Lambda expression」的解釋：

a function (or a subroutine) defined, and possibly called, without being bound to an identifier。

簡單點說就是：一個不用被綁定到一個標識符上，而且可能被調用的函數。這個解釋還不夠通俗，lambda表達式能夠這樣定義（不精確，本身的理解）：一段帶有輸入參數的可執行語句塊。這樣就比較好理解了吧？一例勝千言。有讀者反饋：不理解Stream的含義，因此這裏先提供一個沒用stream的lambda表達式的例子。

//這裏省略list的構造
List<String> names = ...;
Collections.sort(names, (o1, o2) -> o1.compareTo(o2));

//這裏省略list的構造
List<String> names = ...;
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
  @Override
  public int compare(String o1, String o2) {
    return o1.compareTo(o2);
  }
});

上面兩段代碼分別是：使用lambda表達式來排序和使用匿名內部類來排序。這個例子能夠很明顯的看出lambda表達式簡化代碼的效果。接下來展現lambda表達式和其好基友Stream的配合。

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
List<String> lowercaseNames = names.stream().map((String name) -> {return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());

這段代碼就是對一個字符串的列表，把其中包含的每一個字符串都轉換成全小寫的字符串（熟悉Groovy和Scala的同窗確定會感受很親切）。注意代碼第四行的map方法調用，這裏map方法就是接受了一個lambda表達式（實際上是一個java.util.function.Function的實例，後面會介紹）。

爲何須要Lambda表達式呢？在嘗試回答這個問題以前，咱們先看看在Java8以前，若是咱們想作上面代碼的操做應該怎麼辦。

先看看普通青年的代碼：

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
List<String> lowercaseNames = new ArrayList<>();
for (String name : names) {
  lowercaseNames.add(name.toLowerCase());
}

接下來看看文藝青年的代碼（藉助Guava）：

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
List<String> lowercaseNames = FluentIterable.from(names).transform(new Function<String, String>() {
  @Override
  public String apply(String name) {
    return name.toLowerCase();
  }
}).toList();

在此，咱們再也不討論普通青年和文藝青年的代碼風格孰優孰劣（有興趣的能夠去google搜索「命令式編程vs聲明式編程」）。本人更加喜歡聲明式的編程風格，因此偏好文藝青年的寫法。可是在文藝青年代碼初看起來看起來干擾信息有點多，Function匿名類的構造語法稍稍有點冗長。因此Java8的lambda表達式給咱們提供了建立SAM（Single Abstract Method）接口更加簡單的語法糖。

Lambda語法詳解

咱們在此抽象一下lambda表達式的通常語法：

(Type1 param1, Type2 param2, ..., TypeN paramN) -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

從lambda表達式的通常語法能夠看出來，仍是挺符合上面給出的非精確版本的定義–「一段帶有輸入參數的可執行語句塊」。

上面的lambda表達式語法能夠認爲是最全的版本，寫起來仍是稍稍有些繁瑣。彆着急，下面陸續介紹一下lambda表達式的各類簡化版：

1. 參數類型省略–絕大多數狀況，編譯器均可以從上下文環境中推斷出lambda表達式的參數類型。這樣lambda表達式就變成了：

(param1,param2, ..., paramN) -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

因此咱們最開始的例子就變成了（省略了List的建立）：

List<String> lowercaseNames = names.stream().map((name) -> {return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());

1. 當lambda表達式的參數個數只有一個，能夠省略小括號。lambda表達式簡寫爲：

param1 -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

因此最開始的例子再次簡化爲：

List<String> lowercaseNames = names.stream().map(name -> {return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());

1. 當lambda表達式只包含一條語句時，能夠省略大括號、return和語句結尾的分號。lambda表達式簡化爲：

param1 -> statment

因此最開始的例子再次簡化爲：

List<String> lowercaseNames = names.stream().map(name -> name.toLowerCase()).collect(Collectors.toList());

1. 使用Method Reference(具體語法後面介紹)

//注意，這段代碼在Idea 13.0.2中顯示有錯誤，可是能夠正常運行
List<String> lowercaseNames = names.stream().map(String::toLowerCase).collect(Collectors.toList());

Lambda表達式眼中的外部世界

咱們前面全部的介紹，感受上lambda表達式像一個閉關鎖國的傢伙，能夠訪問給它傳遞的參數，也能本身內部定義變量。可是卻歷來沒看到其訪問它外部的變量。是否是lambda表達式不能訪問其外部變量？咱們能夠這樣想：lambda表達式實際上是快速建立SAM接口的語法糖，原先的SAM接口均可以訪問接口外部變量，lambda表達式確定也是能夠（不但能夠，在java8中還作了一個小小的升級，後面會介紹）。

String[] array = {"a", "b", "c"};
for(Integer i : Lists.newArrayList(1,2,3)){
  Stream.of(array).map(item -> Strings.padEnd(item, i, '@')).forEach(System.out::println);
}

上面的這個例子中，map中的lambda表達式訪問外部變量Integer i。而且能夠訪問外部變量是lambda表達式的一個重要特性，這樣咱們能夠看出來lambda表達式的三個重要組成部分：

輸入參數

可執行語句

存放外部變量的空間

不過lambda表達式訪問外部變量有一個很是重要的限制：變量不可變（只是引用不可變，而不是真正的不可變）。

String[] array = {"a", "b", "c"};
for(int i = 1; i<4; i++){
  Stream.of(array).map(item -> Strings.padEnd(item, i, '@')).forEach(System.out::println);
}

上面的代碼，會報編譯錯誤。由於變量i被lambda表達式引用，因此編譯器會隱式的把其當成final來處理（ps：你們能夠想象問什麼上一個例子不報錯，而這個報錯。）細心的讀者確定會發現不對啊，之前java的匿名內部類在訪問外部變量的時候，外部變量必須用final修飾。Bingo，在java8對這個限制作了優化（前面說的小小優化），能夠不用顯示使用final修飾，可是編譯器隱式當成final來處理。

lambda眼中的this

在lambda中，this不是指向lambda表達式產生的那個SAM對象，而是聲明它的外部對象。

方法引用（Method reference）和構造器引用（construct reference）

方法引用
前面介紹lambda表達式簡化的時候，已經看過方法引用的身影了。方法引用能夠在某些條件成立的狀況下，更加簡化lambda表達式的聲明。方法引用語法格式有如下三種：

objectName::instanceMethod
ClassName::staticMethod
ClassName::instanceMethod

前兩種方式相似，等同於把lambda表達式的參數直接當成instanceMethod|staticMethod的參數來調用。好比System.out::println等同於x->System.out.println(x)；Math::max等同於(x, y)->Math.max(x,y)。

最後一種方式，等同於把lambda表達式的第一個參數當成instanceMethod的目標對象，其餘剩餘參數當成該方法的參數。好比String::toLowerCase等同於x->x.toLowerCase()。

構造器引用

構造器引用語法以下：ClassName::new，把lambda表達式的參數當成ClassName構造器的參數 。例如BigDecimal::new等同於x->new BigDecimal(x)。

吐槽一下方法引用

表面上看起來方法引用和構造器引用進一步簡化了lambda表達式的書寫，可是我的以爲這方面沒有Scala的下劃線語法更加通用。比較才能看出，翠花，上代碼！

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
names.stream().map(name -> name.charAt(0)).collect(Collectors.toList());

上面的這段代碼就是給定一個String類型的List，獲取每一個String的首字母，並將其組合成新的List。這段代碼就沒辦法使用方法引用來簡化。接下來，咱們簡單對比一下Scala的下劃線語法（沒必要太糾結Scala的語法，這裏只是作個對比）：

//省略List的初始化
List[String] names = ....
names.map(_.charAt(0))

在Scala中基本不用寫lambda表達式的參數聲明。

引用文檔
《Java SE 8 for the Really Impatient》
Java 8 Tutorial
Java 8 API doc
原創文章，轉載請註明： 轉載自併發編程網 – ifeve.com本文連接地址: Java8初體驗（一）lambda表達式語法