Lambda表達式原理及示例

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Lambda表達式

  Lambda 表達式，也可稱為閉包，它是推動 Java 8 發佈的最重要新特性。
Lambda 允許把函數作為一個方法的參數（函數作為參數傳遞進方法中）。
使用 Lambda 表達式可以使代碼變的更加簡潔緊湊。

1. 需求分析

   創建一個新的線程，指定線程要執行的任務

    public static void main(String[] args) {
        // 開啟一個新的線程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("新線程中執行的代碼 : "+Thread.currentThread().getName());
            }
        }).start();
        System.out.println("主線程中的代碼：" + Thread.currentThread().getName());
    }

代碼分析：

  1. Thread類需要一個Runnable接口作為參數，其中的抽象方法run方法是用來指定線程任務內容的核心
  2. 為瞭指定run方法體，不得不需要Runnable的實現類
  3. 為瞭省去定義一個Runnable 的實現類，不得不使用匿名內部類
  4. 必須覆蓋重寫抽象的run方法，所有的方法名稱，方法參數，方法返回值不得不都重寫一遍，而且不能出錯，
  5. 而實際上，我們隻在乎方法體中的代碼

2.Lambda表達式初體驗

  Lambda表達式是一個匿名函數，可以理解為一段可以傳遞的代碼

new Thread(() -> { System.out.println(“新線程Lambda表達式…” +Thread.currentThread().getName()); })
.start();
Lambda表達式的優點：簡化瞭匿名內部類的使用，語法更加簡單。

  匿名內部類語法冗餘，體驗瞭Lambda表達式後，發現Lambda表達式是簡化匿名內部類的一種方式。

3. Lambda的語法規則

  Lambda省去瞭面向對象的條條框框，Lambda的標準格式由3個部分組成：

(參數類型 參數名稱) -> {
代碼體;
}

格式說明：

  • (參數類型 參數名稱):參數列表
  • {代碼體;} :方法體
  • -> : 箭頭，分割參數列表和方法體

3.1 Lambda練習1

  練習無參無返回值的Lambda

定義一個接口

public interface UserService {
    void show();
}

然後創建主方法使用

public class Demo03Lambda {

    public static void main(String[] args) {
        goShow(new UserService() {
            @Override
            public void show() {
                System.out.println("show 方法執行瞭...");
            }
        });
        System.out.println("----------");
        goShow(() -> { System.out.println("Lambda show 方法執行瞭..."); });
    }

    public static void goShow(UserService userService){
        userService.show();
    }
}

輸出：

show 方法執行瞭…
———-
Lambda show 方法執行瞭…

3.2 Lambda練習2

   完成一個有參且有返回值得Lambda表達式案例

創建一個Person對象

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Person {

    private String name;

    private Integer age;

    private Integer height;

}

  然後我們在List集合中保存多個Person對象，然後對這些對象做根據age排序操作

    public static void main(String[] args) {
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Person("周傑倫",33,175));
        list.add(new Person("劉德華",43,185));
        list.add(new Person("周星馳",38,177));
        list.add(new Person("郭富城",23,170));

        Collections.sort(list, new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });
        for (Person person : list) {
            System.out.println(person);
        }
    }

  我們發現在sort方法的第二個參數是一個Comparator接口的匿名內部類，且執行的方法有參數和返回值，那麼我們可以改寫為Lambda表達式

    public static void main(String[] args) {
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Person("周傑倫",33,175));
        list.add(new Person("劉德華",43,185));
        list.add(new Person("周星馳",38,177));
        list.add(new Person("郭富城",23,170));

        /*Collections.sort(list, new Comparator<Person>() {
            @Override
            public int compare(Person o1, Person o2) {
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
        });
        for (Person person : list) {
            System.out.println(person);
        }*/
        System.out.println("------");
        Collections.sort(list,(Person o1,Person o2) -> {
            return o1.getAge() - o2.getAge();
        });
        for (Person person : list) {
            System.out.println(person);
        }
    }

輸出結果

Person(name=郭富城, age=23, height=170)
Person(name=周傑倫, age=33, height=175)
Person(name=周星馳, age=38, height=177)
Person(name=劉德華, age=43, height=185)

4. @FunctionalInterface註解

  @FunctionalInterface是JDK8中新增加的一個函數式註解，表示該註解修飾的接口隻能有一個抽象方法。

/**
 * @FunctionalInterface
 *    這是一個函數式註解，被該註解修飾的接口隻能聲明一個抽象方法
 */


@FunctionalInterface
public interface UserService {

    void show();

}

5. Lambda表達式的原理

  匿名內部類的本質是在編譯時生成一個Class 文件。XXXXX$1.class

public class Demo01Lambda {

    public static void main(String[] args) {
        // 開啟一個新的線程
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("新線程中執行的代碼 : "+Thread.currentThread().getName());
            }
        }).start();
        System.out.println("主線程中的代碼：" + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("---------------");
        /*new Thread(() -> { System.out.println("新線程Lambda表達式..." +Thread.currentThread().getName()); })
                .start();*/
    }
}

  還可以通過反編譯工具來查看生成的代碼 XJad 工具來查看

static class Demo01Lambda$1
 implements Runnable
{

 public void run()
 {
  System.out.println((new StringBuilder()).append("新線程中執行的代碼 : " ).append(Thread.currentThread().getName()).toString());
 }

 Demo01Lambda$1()
 {
 }
}

  那麼Lambda表達式的原理是什麼呢？我們也通過反編譯工具來查看

  

寫的有Lambda表達式的class文件，我們通過XJad查看報錯。這時我們可以通過JDK自帶的一個工具：javap 對字節碼進行反匯編操作。

javap -c -p 文件名.class

  • -c:表示對代碼進行反匯編
  • -p:顯示所有的類和成員

反匯編的結果：

E:\workspace\OpenClassWorkSpace\JDK8Demo\target\classes\com\bobo\jdk\lambda>javap -c -p Demo03Lambda.class
Compiled from "Demo03Lambda.java"
public class com.bobo.jdk.lambda.Demo03Lambda {
  public com.bobo.jdk.lambda.Demo03Lambda();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: invokedynamic #2,  0              // InvokeDynamic #0:show:()Lcom/bobo/jdk/lambda/service/UserService;
       5: invokestatic  #3                  // Method goShow:(Lcom/bobo/jdk/lambda/service/UserService;)V
       8: return

  public static void goShow(com.bobo.jdk.lambda.service.UserService);
    Code:
       0: aload_0
       1: invokeinterface #4,  1            // InterfaceMethod com/bobo/jdk/lambda/service/UserService.show:()V
       6: return

  private static void lambda$main$0();
    Code:
       0: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #6                  // String Lambda show 方法執行瞭...
       5: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

  在這個反編譯的源碼中我們看到瞭一個靜態方法 lambda$main$0()，這個方法裡面做瞭什麼事情呢？我們通過debug的方式來查看下：

上面的效果可以理解為如下：

public class Demo03Lambda {

    public static void main(String[] args) {
        ....
    }

    private static void lambda$main$0();
        System.out.println("Lambda show 方法執行瞭...");
    }
}

  為瞭更加直觀的理解這個內容，我們可以在運行的時候添加 -Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses, 加上這個參數會將內部class碼輸出到一個文件中

java -Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses 要運行的包名.類名

命令執行

E:\workspace\OpenClassWorkSpace\JDK8Demo\target\classes>java -Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses com.bobo.jdk.lambda.Demo03Lambda
Lambda show 方法執行瞭…

反編譯後的內容：

  可以看到這個匿名的內部類實現瞭UserService接口，並重寫瞭show()方法。在show方法中調用瞭Demo03Lambda.lambda$main$0(),也就是調用瞭Lambda中的內容。

public class Demo03Lambda {

    public static void main(String[] args) {
        goShow(new UserService() {
            @Override
            public void show() {
                Demo03Lambda.lambda$main$0();
            }
        });
        System.out.println("----------");
       
    }

    public static void goShow(UserService userService){
        userService.show();
    }

    private static void lambda$main$0();
        System.out.println("Lambda show 方法執行瞭...");
    }
}

小結：

匿名內部類在編譯的時候會產生一個class文件。

Lambda表達式在程序運行的時候會形成一個類。

  1. 在類中新增瞭一個方法，這個方法的方法體就是Lambda表達式中的代碼
  2. 還會形成一個匿名內部類，實現接口，重寫抽象方法
  3. 在接口中重寫方法會調用新生成的方法

6.Lambda表達式的省略寫法

  在lambda表達式的標準寫法基礎上，可以使用省略寫法的規則為：

  1. 小括號內的參數類型可以省略
  2. 如果小括號內有且僅有一個參數，則小括號可以省略
  3. 如果大括號內有且僅有一個語句，可以同時省略大括號，return 關鍵字及語句分號。
public class Demo05Lambda {

    public static void main(String[] args) {
        goStudent((String name,Integer age)->{
            return name+age+" 6666 ...";
        });
        // 省略寫法
        goStudent((name,age)-> name+age+" 6666 ...");
        System.out.println("------");
        goOrder((String name)->{
            System.out.println("--->" + name);
            return 666;
        });
        // 省略寫法
        goOrder(name -> {
            System.out.println("--->" + name);
            return 666;
        });
        goOrder(name ->  666);
    }

    public static void goStudent(StudentService studentService){
        studentService.show("張三",22);
    }

    public static void goOrder(OrderService orderService){
        orderService.show("李四");
    }
    
}

7.Lambda表達式的使用前提

  Lambda表達式的語法是非常簡潔的，但是Lambda表達式不是隨便使用的，使用時有幾個條件要特別註意

  1. 方法的參數或局部變量類型必須為接口才能使用Lambda
  2. 接口中有且僅有一個抽象方法(@FunctionalInterface)

8.Lambda和匿名內部類的對比

  Lambda和匿名內部類的對比

 1.所需類型不一樣

  • 匿名內部類的類型可以是 類，抽象類，接口
  • Lambda表達式需要的類型必須是接口

  2.抽象方法的數量不一樣

  • 匿名內部類所需的接口中的抽象方法的數量是隨意的
  • Lambda表達式所需的接口中隻能有一個抽象方法

 3.實現原理不一樣

  • 匿名內部類是在編譯後形成一個class
  • Lambda表達式是在程序運行的時候動態生成class

到此這篇關於Lambda表達式原理及示例的文章就介紹到這瞭,更多相關Lambda表達式內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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