jdk8新特性-亮瞎眼的lambda表达式

jdk8之前，尤其是在写GUI程序的事件监听的时候，各种的匿名内部类，大把大把拖沓的代码，程序毫无美感可言！既然java中一切皆为对象，那么，就类似于某些动态语言一样，函数也可以当成是对象啊！代码块也可以当成是对象啊！随着函数式编程的概念越来越深入人心，java中CODE=OBJECT的这一天终于到来了！如果你认为lambda表达式仅仅是为了从语法上简化匿名内部类，那就太小看jdk8的lambda了！

下面我们就来看下lambda表达式是如何亮瞎你的眼的！

lambda的定义
Funda-men-tally, a lambda expression is just a shorter way of writing an implementation of a method for later execution. 
（1）lambda是方法的实现
（2）lambda是延迟执行的

首先看一个用匿名内部类的例子：

[java] view plain copy
 
  1. public class Test1{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 Runnable r = new Runnable(){  
  4.                         public void run(){  
  5.                                 System.out.println("hello,lambda!");  
  6.                         }  
  7.                 };  
  8.                 r.run();  
  9.         }  
  10. }  

要换成lambda是什么样的呢？

[java] view plain copy
 
  1. public class Test2{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 Runnable r = ()->System.out.println("hello,lambda");  
  4.                 r.run();  
  5.         }  
  6. }  

原先要5行代码，现在换成了仅仅1行！
这他妈的得省多少代码啊！
有木有很兴奋啊！
下面还有更刺激的！

lambda是如何做到的呢？看一下反编译之后的字节码：

[java] view plain copy
 
  1. public static void main(java.lang.String[]);  
  2.     descriptor: ([Ljava/lang/String;)V  
  3.     flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC  
  4.     Code:  
  5.       stack=1, locals=2, args_size=1  
  6.          0: invokedynamic #2,  0              // InvokeDynamic #0:run:()Ljava/lang/Runnable;  
  7.          5: astore_1        
  8.          6: aload_1         
  9.          7: invokeinterface #3,  1            // InterfaceMethod java/lang/Runnable.run:()V  
  10.         12: return          
  11.       LineNumberTable:  
  12.         line 3: 0  
  13.         line 4: 6  
  14.         line 5: 12  
  15. }  

注意：上面有一个叫做invokedynamic的指令。invokedynamic是从jdk7开始引入的，jdk8开始落地。
可以看出来lambda并不是语法糖，它不是像匿名内部类那样生成那种带有$的匿名类。
简单的说，这里只是定义了一个方法调用点，具体调用那个方法要到运行时才能决定，这就是前面所说的：延迟执行。
具体的细节请google：invokedynamic。

为了配合lambda，jdk8引入了一个新的定义叫做：函数式接口（Functional interfaces）
函数式接口：
it is an interface that requires exactly one method to be implemented in order to satisfy the requirements of the interface. 
（1）是一个接口
（2）只有一个待实现的方法
因为jdk8开始，接口可以有default方法，所以，函数式接口也是可以有default方法的，但是，只能有一个未实现的方法。

与此对应，新引入了一个注解： @FunctionalInterface
这个注解只是起文档的作用，说明这个接口是函数式接口，编译器并不会使用这个注解来决定一个接口是不是函数式接口。
不管加不加@FunctionalInterface这个注解，下面的接口都是函数式接口：
interface Something {
  public String doit(Integer i);
}

lambda的语法
A lambda in Java essentially consists of three parts: a parenthesized set of parameters, an arrow, and then a body, 
which can either be a single expression or a block of Java code.
lambda包含3个部分：
（1）括弧包起来的参数
（2）一个箭头
（3）方法体，可以是单个语句，也可以是语句块
参数可以写类型，也可以不写，jvm很智能的，它能自己推算出来

[java] view plain copy
 
  1. public class Test3{  
  2.         public static void main(String... args) {  
  3.             Comparator<String> c = (String lhs, String rhs) -> lhs.compareTo(rhs);  
  4.             int result = c.compare("Hello", "World");  
  5.                 System.out.println(result);  
  6.         }  
  7. }  

方法可以有返回，也可以无返回，如果有多个语句，还要返回值，需要加上return

[java] view plain copy
 
  1. public class Test4{  
  2.         public static void main(String... args) {  
  3.             Comparator<String> c =(lhs, rhs) ->{  
  4.                       System.out.println("I am comparing " +lhs + " to " + rhs);  
  5.                           return lhs.compareTo(rhs);  
  6.                 };  
  7.                 int result = c.compare("Hello", "World");  
  8.                 System.out.println(result);  
  9.         }   
  10. }  



一个很有意思的事情：
之前我们说Object是一切类的父类，然而在加入了lambda以后，这种大一统的局面将不复存在：

[java] view plain copy
 
  1. public class Test5{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 Object r = ()->System.out.println("hello,lambda");  
  4.         }  
  5.   
  6. }  

编译报错：
Test5.java:3: error: incompatible types: Object is not a functional interface
                Object r = ()->System.out.println("hello,lambda");
                           ^
1 error

很显然，编译器会检查变量的引用类型里面是否真的是一个函数式接口。那么如何让这段代码通过编译呢？
只需要加一个强制类型转换就可以了：

[java] view plain copy
 
  1. public class Test6{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 Object r = (Runnable)()->System.out.println("hello,lambda");  
  4.         }  
  5.   
  6. }  

lambda的词法作用域

我们知道，在匿名内部类中：

[java] view plain copy
 
  1. class Hello {  
  2.   public Runnable r = new Runnable() {  
  3.       public void run() {  
  4.         System.out.println(this);  
  5.         System.out.println(toString());  
  6.       }  
  7.     };  
  8.   
  9.   public String toString() {  
  10.     return "Hello's custom toString()";  
  11.   }  
  12. }  
  13.   
  14. public class InnerClassExamples {  
  15.   public static void main(String... args) {  
  16.     Hello h = new Hello();  
  17.     h.r.run();  
  18.   }  
  19. }   

System.out.println(this);这里的this指的是匿名类，而非Hello类。
想要引用Hello类需要Hello.this这样：

[java] view plain copy
 
  1. class Hello {  
  2.   public Runnable r = new Runnable() {  
  3.       public void run() {  
  4.         System.out.println(Hello.this);  
  5.         System.out.println(Hello.this.toString());  
  6.       }  
  7.     };  
  8. }  

这种做法非常的反人类反直觉！看上去很恶心！
下面我们就来看一下伟大的lambda是什么样子的：

[java] view plain copy
 
  1. class Hello{  
  2.         public Runnable r = () -> {  
  3.              System.out.println(this);  
  4.              System.out.println(toString());  
  5.         };  
  6.   
  7.         public String toString() {  
  8.                   return "Hello's custom toString()";  
  9.         }  
  10. }  
  11. public class Test7{  
  12.         public static void main(String args[]){  
  13.                     Hello h = new Hello();  
  14.                     h.r.run();  
  15.         }  
  16. }  

输出：
Hello's custom toString()
Hello's custom toString()
System.out.println(this);这里的this指的是Hello，而非lambda表达式！
但是，如果我们想在lambda表达式中返回lambda本身该怎么做呢？

变量捕获
匿名内部类只能引用作用域外面的final的变量，在lambda中对这个限制做了削弱，只需要是“等价final”就可以，没必要用final关键字来标识。

[java] view plain copy
 
  1. public class Test8{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 String message = "Howdy, world!";//不需要是final的  
  4.                 Runnable r = () -> System.out.println(message);//这里也能访问  
  5.                 r.run();  
  6.         }  
  7. }  

“等效final”的意思是：事实上的final，所以，一旦赋值也是不可以改变的！比如：

[java] view plain copy
 
  1. public class Test9{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 String message = "Howdy, world!";  
  4.                 Runnable r = () -> System.out.println(message);  
  5.                 r.run();  
  6.                 message = "change it";  
  7.         }  
  8. }  

Test9.java:4: error: local variables referenced from a lambda expression must be final or effectively final
                Runnable r = () -> System.out.println(message);
                                                      ^
1 error

如果上面的内容看上去平淡无奇的话，真正的大杀器出现了：方法引用
我们有一个这样的类：

[java] view plain copy
 
  1. class Person {  
  2.   public String firstName;  
  3.   public String lastName;  
  4.   public int age;  
  5. }  

现在我们要把多个Person对象进行排序，有时候是按照firstName来排，有时候是按照lastName或者是age来排，使用lambda可以这样来做：

[java] view plain copy
 
  1. class Person{  
  2.         public String firstName;  
  3.         public String lastName;  
  4.         public int age;  
  5.         public Person(String firstName, String lastName, int age){  
  6.                 this.firstName = firstName;  
  7.                 this.lastName = lastName;  
  8.                 this.age = age;  
  9.         }  
  10.         public String toString(){  
  11.                 return firstName+","+lastName+","+age;  
  12.         }  
  13. }  
  14. public class Test10{  
  15.         public static void main(String args[]){  
  16.                 Person people[] = new Person[]{  
  17.                         new Person("Ted", "Neward", 41),  
  18.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  19.                         new Person("Michael", "Neward", 19),  
  20.                         new Person("Matthew", "Neward", 13)  
  21.                 };  
  22.                 //sort by firstName  
  23.                 Arrays.sort(people, (lhs,rhs)->lhs.firstName.compareTo(rhs.firstName));  
  24.                 for(Person p : people){  
  25.                         System.out.println(p);  
  26.                 }  
  27.         }  
  28. }  

我们可以把Comparator抽取出来，变成是Person对象的成员变量：

[java] view plain copy
 
  1. class Person{  
  2.         public String firstName;  
  3.         public String lastName;  
  4.         public int age;  
  5.         public Person(String firstName, String lastName, int age){  
  6.                 this.firstName = firstName;  
  7.                 this.lastName = lastName;  
  8.                 this.age = age;  
  9.         }  
  10.         public String toString(){  
  11.                 return firstName+","+lastName+","+age;  
  12.         }  
  13.         public final static Comparator<Person> compareFirstName =  
  14.             (lhs, rhs) -> lhs.firstName.compareTo(rhs.firstName);  
  15.   
  16.         public final static Comparator<Person> compareLastName =  
  17.             (lhs, rhs) -> lhs.lastName.compareTo(rhs.lastName);  
  18.   
  19.         public final static Comparator<Person> compareAge =  
  20.             (lhs, rhs) -> lhs.age - rhs.age;  
  21. }  
  22. public class Test11{  
  23.         public static void main(String args[]){  
  24.                 Person people[] = new Person[]{  
  25.                         new Person("Ted", "Neward", 41),  
  26.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  27.                         new Person("Michael", "Neward", 19),  
  28.                         new Person("Matthew", "Neward", 13)  
  29.                 };  
  30.                 Arrays.sort(people, Person.compareFirstName);//这里直接引用lambda  
  31.                 for(Person p : people){  
  32.                         System.out.println(p);  
  33.                 }  
  34.         }  
  35. }  

能起到同样的作用，但是语法看上去很奇怪，因为之前我们都是创建一个满足Comparator签名的方法，然后直接调用，而非定义一个变量，
然后引用这个变量！所以，还有这么一种调用方法：

[java] view plain copy
 
  1. class Person{  
  2.         public String firstName;  
  3.         public String lastName;  
  4.         public int age;  
  5.         public Person(String firstName, String lastName, int age){  
  6.                 this.firstName = firstName;  
  7.                 this.lastName = lastName;  
  8.                 this.age = age;  
  9.         }  
  10.         public String toString(){  
  11.                 return firstName+","+lastName+","+age;  
  12.         }  
  13.         public static int compareFirstName(Person lhs, Person rhs){  
  14.                 return lhs.firstName.compareTo(rhs.firstName);  
  15.         }   
  16.         public static int compareLastName(Person lhs, Person rhs){  
  17.              return lhs.lastName.compareTo(rhs.lastName);  
  18.         }  
  19. }  
  20. public class Test12{  
  21.         public static void main(String args[]){  
  22.                 Person people[] = new Person[]{  
  23.                         new Person("Ted", "Neward", 41),  
  24.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  25.                         new Person("Michael", "Neward", 19),  
  26.                         new Person("Matthew", "Neward", 13)  
  27.                 };  
  28.                 Arrays.sort(people, Person::compareFirstName);  
  29.                 for(Person p : people){  
  30.                         System.out.println(p);  
  31.                 }  
  32.         }  
  33. }  

看Person::compareFirstName这种调用方式，
如果是static方法使用：类名::方法名
如果是instance方法：instance::方法名

但是，上面的代码还是不是很美观，因为Person只是一个数据对象，它不应该的对外提供compareFirstName或者是compareLastName这样的方法，
我们需要的仅仅是根据某个字段排序而已！很幸运的是jdk的api帮我们做了这件事：

[java] view plain copy
 
  1. import java.util.*;  
  2. class Person{  
  3.         public String firstName;  
  4.         public String lastName;  
  5.         public int age;  
  6.         public Person(String firstName, String lastName, int age){  
  7.                 this.firstName = firstName;  
  8.                 this.lastName = lastName;  
  9.                 this.age = age;  
  10.         }  
  11.         public String getFirstName(){  
  12.                 return this.firstName;  
  13.         }  
  14.         public String getLastName(){  
  15.                 return this.lastName;  
  16.         }  
  17.         public String toString(){  
  18.                 return firstName+","+lastName+","+age;  
  19.         }  
  20. }  
  21. public class Test13{  
  22.         public static void main(String args[]){  
  23.                 Person people[] = new Person[]{  
  24.                         new Person("Ted", "Neward", 41),  
  25.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  26.                         new Person("Michael", "Neward", 19),  
  27.                         new Person("Matthew", "Neward", 13)  
  28.                 };  
  29.                 Arrays.sort(people, Comparator.comparing(Person::getFirstName));  
  30.                 for(Person p : people){  
  31.                         System.out.println(p);  
  32.                 }  
  33.         }  
  34. }  

Arrays.sort(people, Comparator.comparing(Person::getFirstName));这里调用了Comparator.comparing方法，
但是注意这里的Person::getFirstName，很显然getFirstName()并不是static的，这是jdk做了封装的缘故！
这样做就非常完美了！

假如我们的排序算法改为：先按照lastName，然后按照age排序呢？

[java] view plain copy
 
  1. public class Test15{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 Person people[] = new Person[]{  
  4.                         new Person("Ted", "Neward", 10),  
  5.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  6.                         new Person("Michael", "Naward", 19),  
  7.                         new Person("Matthew", "Nmward", 13)  
  8.                 };  
  9.                 Collections.sort(Arrays.asList(people), (lhs, rhs)->{  
  10.                         if(lhs.getLastName().equals(rhs.getLastName())){  
  11.                                 return lhs.getAge()-rhs.getAge();  
  12.                         }else{  
  13.                                 return lhs.getLastName().compareTo(rhs.getLastName());  
  14.                         }  
  15.                 });  
  16.                 for(Person p : people){  
  17.                         System.out.println(p);  
  18.                 }  
  19.         }  
  20. }  

很显然，应该还有更好的实现方式：

[java] view plain copy
 
  1. public class Test16{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 Person people[] = new Person[]{  
  4.                         new Person("Ted", "Neward", 10),  
  5.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  6.                         new Person("Michael", "Naward", 19),  
  7.                         new Person("Matthew", "Nmward", 13)  
  8.                 };  
  9.                 Collections.sort(Arrays.asList(people),Comparator.comparing(Person::getLastName).thenComparing(Person::getAge));  
  10.                 for(Person p : people){  
  11.                         System.out.println(p);  
  12.                 }  
  13.         }  
  14. }  

Comparator.comparing(Person::getLastName).thenComparing(Person::getAge)：简直帅呆了！
还有更多的诸如：andThen()这样的方法，可以查api。

虚方法扩展
因为接口可以有default方法，所以很多类库都重写了，加入了一些default的方法，比如：
interface Iterator<T> {
  boolean hasNext();
  T next();
  void remove();
  void skip(int i) default {
    for (; i > 0 && hasNext(); i--) next();
  }
} 
skip(i)就是一个default方法，这样所有的Iterator的子类都具有了一个叫skip的方法！
但是，大家对default方法的争议还是比较大的，比如：

[java] view plain copy
 
  1. interface I1 {  
  2.         public default void print(){  
  3.                 System.out.println("I1");  
  4.         }  
  5.         public void hello();  
  6. }  
  7. interface I2{  
  8.         public default void print(){  
  9.                 System.out.println("I2");  
  10.         }  
  11.         public void world();  
  12. }  
  13. class Impl implements I1,I2{  
  14.         public void hello(){  
  15.         }  
  16.         public void world(){  
  17.         }  
  18. }  

如果在Impl上调用print会怎样呢？这不就是传说中的多继承么？想知道结果的话，自己试一下就可以了，哈哈

Stream：
之前的文章已经有介绍，下面只据一些使用的例子：
过滤age>12的元素：

[java] view plain copy
 
  1. people  
  2.       .stream()  
  3.       .filter(it -> it.getAge() >= 21) ;  

过滤age>12的元素,并输出：

[java] view plain copy
 
  1. people.stream()  
  2.      .filter((it) -> it.getAge() >= 21)  
  3.      .forEach((it) ->   
  4.        System.out.println("Have a beer, " + it.getFirstName()));   

jdk预定义的Predicate：

[java] view plain copy
 
  1. Predicate<Person> drinkingAge = (it) -> it.getAge() >= 21;  
  2. Predicate<Person> brown = (it) -> it.getLastName().equals("Brown");  
  3. people.stream()  
  4.       .filter(drinkingAge.and(brown))  
  5.       .forEach((it) ->System.out.println("Have a beer, " + it.getFirstName()));  

map：

[java] view plain copy
 
  1. IntStream ages =  
  2.       people.stream()  
  3.             .mapToInt((it) -> it.getAge());   
  4. //sum：  
  5. int sum = people.stream()  
  6.                 .mapToInt(Person::getAge)  
  7.                 .sum();   

重点说下reduce：

[java] view plain copy
 
  1. public class Test17{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 List<Integer> values = Arrays.asList(1,2,3,4,5);  
  4.                 int sum = values.stream().reduce(0, (l,r)->l+r);  
  5.                 System.out.println(sum);  
  6.         }  
  7. }  

reduce(0, (l,r)->l+r)的工作原理是：第一个参数0作为后面lambda表达式的左操作数，然后从stream中取出一个元素作为右操作数，
二者运算的结果作为下一次运算的左操作数，依次循环。
最后看一个好玩的例子：

[java] view plain copy
 
  1. class Person{  
  2.         public String firstName;  
  3.         public String lastName;  
  4.         public int age;  
  5.         public Person(String firstName, String lastName, int age){  
  6.                 this.firstName = firstName;  
  7.                 this.lastName = lastName;  
  8.                 this.age = age;  
  9.         }  
  10.         public String getFirstName(){  
  11.                 return this.firstName;  
  12.         }  
  13.         public String getLastName(){  
  14.                 return this.lastName;  
  15.         }  
  16.         public int getAge(){  
  17.                 return this.age;  
  18.         }  
  19.         public String toString(){  
  20.                 return firstName+","+lastName+","+age;  
  21.         }  
  22.         public String toJson(){  
  23.                 return "{"+  
  24.                                 "firstName:""+firstName+"","+  
  25.                                 "lastName:""+lastName+"","+  
  26.                                 "age:"+age +  
  27.                                 "}";  
  28.         }  
  29. }  
  30. public class Test18{  
  31.         public static void main(String args[]){  
  32.                 Person people[] = new Person[]{  
  33.                         new Person("Ted", "Neward", 10),  
  34.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  35.                         new Person("Michael", "Naward", 19),  
  36.                         new Person("Matthew", "Nmward", 13)  
  37.                 };  
  38.                 String json = Arrays.asList(people).stream().map(Person::toJson).reduce("[",(l,r)->l + (l.equals("[")?"":",") + r)+"]";  
  39.                 System.out.println(json);  
  40.         }  
  41. }  

输出结果：
[{firstName:"Ted",lastName:"Neward",age:10},{firstName:"Charlotte",lastName:"Neward",age:41},{firstName:"Michael",lastName:"Naward",age:19},{firstName:"Matthew",lastName:"Nmward",age:13}]
还可以这样：

[java] view plain copy
 
  1. public class Test19{  
  2.         public static void main(String args[]){  
  3.                 Person people[] = new Person[]{  
  4.                         new Person("Ted", "Neward", 10),  
  5.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  6.                         new Person("Michael", "Naward", 19),  
  7.                         new Person("Matthew", "Nmward", 13)  
  8.                 };  
  9.                 String joined = Arrays.asList(people).stream().map(Person::toJson).collect(Collectors.joining(", "));  
  10.                 System.out.println("[" + joined + "]");   
  11.         }  
  12. }  
[java] view plain copy
 
  1. 更进一步：  
  2. public class Test20{  
  3.         public static void main(String args[]){  
  4.                 Person people[] = new Person[]{  
  5.                         new Person("Ted", "Neward", 10),  
  6.                         new Person("Charlotte", "Neward", 41),  
  7.                         new Person("Michael", "Naward", 19),  
  8.                         new Person("Matthew", "Nmward", 13)  
  9.                 };  
  10.                 String json = Arrays.asList(people).stream().map(Person::toJson).collect(Collectors.joining(", ", "[", "]"));  
  11.                 System.out.println(json);  
  12.         }  
  13. }  
  14. 如果只能用一个字来形容，那就是perfect！  

参考：
http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/architect-lambdas-part1-2080972.html
http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/architect-lambdas-part2-2081439.html

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原文地址：https://www.cnblogs.com/Jeremy2001/p/7683614.html