Java lambda表达式用法介绍

在本文中，我们将通过示例了解Java lambda表达式以及lambda表达式在函数接口、通用函数接口和流API中的使用。

lambda表达式是在Java8中首次引入的。它的主要目标是提高语言的表达能力。

但是，在进入lambdas之前，我们首先需要了解功能接口。

什么是Functional Interface？

如果Java接口包含一个且仅包含一个抽象方法，则称为函数接口。只有一种方法指定了接口的预期用途。

例如，包java.lang中的Runnable接口；是一个函数接口，因为它只构成一个方法，即run（）。

示例1：用java定义函数接口

import java.lang.FunctionalInterface;
@FunctionalInterface
public interface MyInterface{
    // the single abstract method
    double getValue();
}

在上面的示例中，接口MyInterface只有一个抽象方法getValue（）。因此，它是一个功能接口。

这里，我们使用了注释@functioninterface。注释强制Java编译器指示该接口是功能接口。因此，不允许有多个抽象方法。然而，这不是强制性的。

在Java7中，函数接口被视为单一抽象方法或SAM类型。SAMs通常在Java7中使用匿名类实现。

示例2：用java中的匿名类实现SAM

public class FunctionInterfaceTest {
    public static void main(String[] args) {

        // anonymous class
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("I just implemented the Runnable Functional Interface.");
            }
        }).start();
    }
}

输出：

I just implemented the Runnable Functional Interface.

在这里，我们可以将一个匿名类传递给一个方法。这有助于在Java7中编写代码更少的程序。但是，语法仍然很难，需要很多额外的代码行。

Java8进一步扩展了SAMs的功能。因为我们知道函数接口只有一个方法，所以在将其作为参数传递时，不需要定义该方法的名称。Lambda表达式允许我们完全做到这一点。

lambda表达式简介

Lambda表达式本质上是一个匿名或未命名的方法。lambda表达式不会自行执行。相反，它用于实现由函数接口定义的方法。

如何在Java中定义lambda表达式？

下面是如何在Java中定义lambda表达式。

(parameter list) -> lambda body

使用的新运算符（->）称为箭头运算符或lambda运算符。语法目前可能不清楚。让我们来探讨一些例子，

假设我们有这样一种方法：

double getPiValue() {
    return 3.1415;
}

我们可以使用lambda表达式编写此方法，如下所示：

() -> 3.1415

这里，该方法没有任何参数。因此，运算符的左侧包含一个空参数。右侧是lambda主体，指定lambda表达式的操作。在本例中，它返回值3.1415。

Lambda体的类型

在Java中，lambda主体有两种类型。

1. 具有单个表达式的主体

() -> System.out.println("Lambdas are great");

这种类型的lambda体称为表达式体。

2. 由代码块组成的主体。

() -> {
    double pi = 3.1415;
    return pi;
};

这种类型的lambda体称为块体。块体允许lambda体包含多个语句。这些语句包含在大括号内，必须在大括号后添加分号。

注意：对于块体，如果块体返回值，则可以使用return语句。但是，表达式体不需要返回语句。

示例3：Lambda表达式

让我们编写一个Java程序，使用lambda表达式返回Pi的值。

如前所述，lambda表达式不会单独执行。相反，它形成了由函数接口定义的抽象方法的实现。

因此，我们需要首先定义一个功能接口。

import java.lang.FunctionalInterface;

// this is functional interface
@FunctionalInterface
interface MyInterface{

    // abstract method
    double getPiValue();
}

public class Main {

    public static void main( String[] args ) {

    // declare a reference to MyInterface
    MyInterface ref;
    
    // lambda expression
    ref = () -> 3.1415;
    
    System.out.println("Value of Pi = " + ref.getPiValue());
    } 
}

输出：

Value of Pi = 3.1415

在上面的例子中，

我们已经创建了一个名为MyInterface的功能接口。它包含一个名为getPiValue（）的抽象方法

在主类中，我们声明了对MyInterface的引用。注意，我们可以声明接口的引用，但不能实例化接口。就是，

// it will throw an error
MyInterface ref = new myInterface();

// it is valid
MyInterface ref;

然后，我们为引用指定了一个lambda表达式。

ref = () -> 3.1415;

最后，我们使用引用接口调用方法getPiValue（）

System.out.println("Value of Pi = " + ref.getPiValue());

带参数的Lambda表达式

到目前为止，我们已经创建了没有任何参数的lambda表达式。但是，与方法类似，lambda表达式也可以有参数。例如

(n) -> (n%2)==0

这里，括号内的变量n是传递给lambda表达式的参数。lambda主体接受参数并检查它是偶数还是奇数。

示例4：使用带参数的lambda表达式

@FunctionalInterface
interface MyInterface {

    // abstract method
    String reverse(String n);
}

public class Main {

    public static void main( String[] args ) {

        // declare a reference to MyInterface
        // assign a lambda expression to the reference
        MyInterface ref = (str) -> {

            String result = "";
            for (int i = str.length()-1; i >= 0 ; i--)
            result += str.charAt(i);
            return result;
        };

        // call the method of the interface
        System.out.println("Lambda reversed = " + ref.reverse("Lambda"));
    }

}

输出：

Lambda reversed = adbmaL

通用功能接口

到目前为止，我们使用的函数接口只接受一种类型的值。例如

@FunctionalInterface
interface MyInterface {
    String reverseString(String n);
}

上面的函数接口只接受字符串并返回字符串。但是，我们可以使函数接口通用，以便接受任何数据类型。如果您不确定泛型，请访问Java泛型。

示例5：通用函数接口和Lambda表达式

// GenericInterface.java
@FunctionalInterface
interface GenericInterface<T> {

    // generic method
    T func(T t);
}

// GenericLambda.java
public class Main {

    public static void main( String[] args ) {

        // declare a reference to GenericInterface
        // the GenericInterface operates on String data
        // assign a lambda expression to it
        GenericInterface<String> reverse = (str) -> {

            String result = "";
            for (int i = str.length()-1; i >= 0 ; i--)
            result += str.charAt(i);
            return result;
        };

        System.out.println("Lambda reversed = " + reverse.func("Lambda"));

        // declare another reference to GenericInterface
        // the GenericInterface operates on Integer data
        // assign a lambda expression to it
        GenericInterface<Integer> factorial = (n) -> {

            int result = 1;
            for (int i = 1; i <= n; i++)
            result = i * result;
            return result;
        };

        System.out.println("factorial of 5 = " + factorial.func(5));
    }
}

输出：

Lambda reversed = adbmaL
factorial of 5 = 120

在上面的示例中，我们创建了一个名为GenericInterface的通用函数接口。它包含一个名为func（）的泛型方法。

在这里，在主类中，

• GenericInterface<String>reverse-创建对接口的引用。该接口现在对字符串类型的数据进行操作。
• GenericInterface<Integer>factorial-创建对接口的引用。在本例中，接口对整型数据进行操作。

Lambda表达式和StreamAPI

新的java.util.stream包已添加到JDK8中，它允许java开发人员执行搜索、筛选、映射、减少或操作列表等集合。

例如，我们有一个数据流（在本例中是一个字符串列表），其中每个字符串都是国家名称和国家地点的组合。现在，我们可以处理这些数据流，只从尼泊尔检索地方。

为此，我们可以通过stream API和Lambda表达式的组合在stream中执行批量操作。

示例6：演示将lambdas与stream API一起使用

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class StreamMain {

    // create an object of list using ArrayList
    static List<String> places = new ArrayList<>();

    // preparing our data
    public static List getPlaces(){

        // add places and country to the list
        places.add("Nepal, Kathmandu");
        places.add("Nepal, Pokhara");
        places.add("India, Delhi");
        places.add("USA, New York");
        places.add("Africa, Nigeria");

        return places;
    }

    public static void main( String[] args ) {

        List<String> myPlaces = getPlaces();
        System.out.println("Places from Nepal:");
        
        // Filter places from Nepal
        myPlaces.stream()
                .filter((p) -> p.startsWith("Nepal"))
                .map((p) -> p.toUpperCase())
                .sorted()
                .forEach((p) -> System.out.println(p));
    }

}

输出：

Places from Nepal:
NEPAL, KATHMANDU
NEPAL, POKHARA

在上面的示例中，请注意以下语句：

myPlaces.stream()
        .filter((p) -> p.startsWith("Nepal"))
        .map((p) -> p.toUpperCase())
        .sorted()
        .forEach((p) -> System.out.println(p));

这里，我们使用流API的filter（）、map（）和forEach（）等方法。这些方法可以将lambda表达式作为输入。

我们还可以根据上面学习的语法定义自己的表达式。这使我们能够像上面的示例中所看到的那样，大幅减少代码行。