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Java Lambda表达式入门

developer 2022年03月15日 编程设计 163 0

原文链接: Start Using Java Lambda Expressions

来源 IT虾米网

下载示例程序 Examples.zip
原文日期: 2014年4月16日

翻译日期: 2014年4月27日
翻译人员: 铁锚
简介

(译者注:虽然看着很先进,其实Lambda表达式的本质只是一个"语法糖",由编译器推断并帮你转换包装为常规的代码,因此你可以使用更少的代码来实现同样的功能。本人建议不要乱用,因为这就和某些很高级的黑客写的代码一样,简洁,难懂,难以调试,维护人员想骂娘.)
Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。
Lambda表达式还增强了集合库。 Java SE 8添加了2个对集合数据进行批量操作的包: java.util.function 包以及 java.util.stream 包。 流(stream)就如同迭代器(iterator),但附加了许多额外的功能。 总的来说,lambda表达式和 stream 是自Java语言添加泛型(Generics)和注解(annotation)以来最大的变化。 在本文中,我们将从简单到复杂的示例中见认识lambda表达式和stream的强悍。
环境准备
如果还没有安装Java 8,那么你应该先安装才能使用lambda和stream(译者建议在虚拟机中安装,测试使用)。 像NetBeans 和IntelliJ IDEA 一类的工具和IDE就支持Java 8特性,包括lambda表达式,可重复的注解,紧凑的概要文件和其他特性。
下面是Java SE 8和NetBeans IDE 8的下载链接:
Java Platform (JDK 8): 从Oracle下载Java 8,也可以和NetBeans IDE一起下载
NetBeans IDE 8: 从NetBeans官网下载NetBeans IDE
Lambda表达式的语法
基本语法:
(parameters) -> expression

(parameters) ->{ statements; }

下面是Java lambda表达式的简单例子:

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  1. // 1. 不需要参数,返回值为 5  
  2. () -> 5  
  3.   
  4. // 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值  
  5. x -> 2 * x  
  6.   
  7. // 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值  
  8. (x, y) -> x – y  
  9.   
  10. // 4. 接收2个int型整数,返回他们的和  
  11. (int x, int y) -> x + y  
  12.   
  13. // 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)  
  14. (String s) -> System.out.print(s)  

基本的Lambda例子
现在,我们已经知道什么是lambda表达式,让我们先从一些基本的例子开始。 在本节中,我们将看到lambda表达式如何影响我们编码的方式。 假设有一个玩家List ,程序员可以使用 for 语句 ("for 循环")来遍历,在Java SE 8中可以转换为另一种形式:

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  1. String[] atp = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",  
  2.        "Stanislas Wawrinka",  
  3.        "David Ferrer","Roger Federer",  
  4.        "Andy Murray","Tomas Berdych",  
  5.        "Juan Martin Del Potro"};  
  6. List<String> players =  Arrays.asList(atp);  
  7.   
  8. // 以前的循环方式  
  9. for (String player : players) {  
  10.      System.out.print(player + "; ");  
  11. }  
  12.   
  13. // 使用 lambda 表达式以及函数操作(functional operation)  
  14. players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));  
  15.    
  16. // 在 Java 8 中使用双冒号操作符(double colon operator)  
  17. players.forEach(System.out::println);  

正如您看到的,lambda表达式可以将我们的代码缩减到一行。 另一个例子是在图形用户界面程序中,匿名类可以使用lambda表达式来代替。 同样,在实现Runnable接口时也可以这样使用:

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  1. // 使用匿名内部类  
  2. btn.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() {  
  3.           @Override  
  4.           public void handle(ActionEvent event) {  
  5.               System.out.println("Hello World!");   
  6.           }  
  7.     });  
  8.    
  9. // 或者使用 lambda expression  
  10. btn.setOnAction(event -> System.out.println("Hello World!"));  

下面是使用lambdas 来实现 Runnable接口 的示例:

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  1. // 1.1使用匿名内部类  
  2. new Thread(new Runnable() {  
  3.     @Override  
  4.     public void run() {  
  5.         System.out.println("Hello world !");  
  6.     }  
  7. }).start();  
  8.   
  9. // 1.2使用 lambda expression  
  10. new Thread(() -> System.out.println("Hello world !")).start();  
  11.   
  12. // 2.1使用匿名内部类  
  13. Runnable race1 = new Runnable() {  
  14.     @Override  
  15.     public void run() {  
  16.         System.out.println("Hello world !");  
  17.     }  
  18. };  
  19.   
  20. // 2.2使用 lambda expression  
  21. Runnable race2 = () -> System.out.println("Hello world !");  
  22.    
  23. // 直接调用 run 方法(没开新线程哦!)  
  24. race1.run();  
  25. race2.run();  


Runnable 的 lambda表达式,使用块格式,将五行代码转换成单行语句。 接下来,在下一节中我们将使用lambdas对集合进行排序。
使用Lambdas排序集合
在Java中,Comparator 类被用来排序集合。 在下面的例子中,我们将根据球员的 name, surname, name 长度 以及最后一个字母。 和前面的示例一样,先使用匿名内部类来排序,然后再使用lambda表达式精简我们的代码。
在第一个例子中,我们将根据name来排序list。 使用旧的方式,代码如下所示:

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  1. String[] players = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",   
  2.     "Stanislas Wawrinka", "David Ferrer",  
  3.     "Roger Federer", "Andy Murray",  
  4.     "Tomas Berdych", "Juan Martin Del Potro",  
  5.     "Richard Gasquet", "John Isner"};  
  6.    
  7. // 1.1 使用匿名内部类根据 name 排序 players  
  8. Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {  
  9.     @Override  
  10.     public int compare(String s1, String s2) {  
  11.         return (s1.compareTo(s2));  
  12.     }  
  13. });  

使用lambdas,可以通过下面的代码实现同样的功能:

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  1. // 1.2 使用 lambda expression 排序 players  
  2. Comparator<String> sortByName = (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2));  
  3. Arrays.sort(players, sortByName);  
  4.   
  5. // 1.3 也可以采用如下形式:  
  6. Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2)));  


其他的排序如下所示。 和上面的示例一样,代码分别通过匿名内部类和一些lambda表达式来实现Comparator :

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  1. // 1.1 使用匿名内部类根据 surname 排序 players  
  2. Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {  
  3.     @Override  
  4.     public int compare(String s1, String s2) {  
  5.         return (s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo(s2.substring(s2.indexOf(" "))));  
  6.     }  
  7. });  
  8.   
  9. // 1.2 使用 lambda expression 排序,根据 surname  
  10. Comparator<String> sortBySurname = (String s1, String s2) ->   
  11.     ( s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(" ")) ) );  
  12. Arrays.sort(players, sortBySurname);  
  13.   
  14. // 1.3 或者这样,怀疑原作者是不是想错了,括号好多...  
  15. Arrays.sort(players, (String s1, String s2) ->   
  16.       ( s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(" ")) ) )   
  17.     );  
  18.   
  19. // 2.1 使用匿名内部类根据 name lenght 排序 players  
  20. Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {  
  21.     @Override  
  22.     public int compare(String s1, String s2) {  
  23.         return (s1.length() - s2.length());  
  24.     }  
  25. });  
  26.   
  27. // 2.2 使用 lambda expression 排序,根据 name lenght  
  28. Comparator<String> sortByNameLenght = (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length());  
  29. Arrays.sort(players, sortByNameLenght);  
  30.   
  31. // 2.3 or this  
  32. Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length()));  
  33.   
  34. // 3.1 使用匿名内部类排序 players, 根据最后一个字母  
  35. Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {  
  36.     @Override  
  37.     public int compare(String s1, String s2) {  
  38.         return (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));  
  39.     }  
  40. });  
  41.   
  42. // 3.2 使用 lambda expression 排序,根据最后一个字母  
  43. Comparator<String> sortByLastLetter =   
  44.     (String s1, String s2) ->   
  45.         (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));  
  46. Arrays.sort(players, sortByLastLetter);  
  47.   
  48. // 3.3 or this  
  49. Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1)));  

就是这样,简洁又直观。 在下一节中我们将探索更多lambdas的能力,并将其与 stream 结合起来使用。
使用Lambdas和Streams
Stream是对集合的包装,通常和lambda一起使用。 使用lambdas可以支持许多操作,如 map, filter, limit, sorted, count, min, max, sum, collect 等等。 同样,Stream使用懒运算,他们并不会真正地读取所有数据,遇到像在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1. public class Person {  
  2.   
  3. private String firstName, lastName, job, gender;  
  4. private int salary, age;  
  5.   
  6. public Person(String firstName, String lastName, String job,  
  7.                 String gender, int age, int salary)       {  
  8.           this.firstName = firstName;  
  9.           this.lastName = lastName;  
  10.           this.gender = gender;  
  11.           this.age = age;  
  12.           this.job = job;  
  13.           this.salary = salary;  
  14. }  
  15. // Getter and Setter   
  16. // . . . . .  
  17. }  

接下来,我们将创建两个list,都用来存放Person对象:

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  1. List<Person> javaProgrammers = new ArrayList<Person>() {  
  2.   {  
  3.     add(new Person("Elsdon", "Jaycob", "Java programmer", "male", 43, 2000));  
  4.     add(new Person("Tamsen", "Brittany", "Java programmer", "female", 23, 1500));  
  5.     add(new Person("Floyd", "Donny", "Java programmer", "male", 33, 1800));  
  6.     add(new Person("Sindy", "Jonie", "Java programmer", "female", 32, 1600));  
  7.     add(new Person("Vere", "Hervey", "Java programmer", "male", 22, 1200));  
  8.     add(new Person("Maude", "Jaimie", "Java programmer", "female", 27, 1900));  
  9.     add(new Person("Shawn", "Randall", "Java programmer", "male", 30, 2300));  
  10.     add(new Person("Jayden", "Corrina", "Java programmer", "female", 35, 1700));  
  11.     add(new Person("Palmer", "Dene", "Java programmer", "male", 33, 2000));  
  12.     add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 34, 1300));  
  13.   }  
  14. };  
  15.   
  16. List<Person> phpProgrammers = new ArrayList<Person>() {  
  17.   {  
  18.     add(new Person("Jarrod", "Pace", "PHP programmer", "male", 34, 1550));  
  19.     add(new Person("Clarette", "Cicely", "PHP programmer", "female", 23, 1200));  
  20.     add(new Person("Victor", "Channing", "PHP programmer", "male", 32, 1600));  
  21.     add(new Person("Tori", "Sheryl", "PHP programmer", "female", 21, 1000));  
  22.     add(new Person("Osborne", "Shad", "PHP programmer", "male", 32, 1100));  
  23.     add(new Person("Rosalind", "Layla", "PHP programmer", "female", 25, 1300));  
  24.     add(new Person("Fraser", "Hewie", "PHP programmer", "male", 36, 1100));  
  25.     add(new Person("Quinn", "Tamara", "PHP programmer", "female", 21, 1000));  
  26.     add(new Person("Alvin", "Lance", "PHP programmer", "male", 38, 1600));  
  27.     add(new Person("Evonne", "Shari", "PHP programmer", "female", 40, 1800));  
  28.   }  
  29. };  

现在我们使用forEach方法来迭代输出上述列表:

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  1. System.out.println("所有程序员的姓名:");  
  2. javaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));  
  3. phpProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));  

我们同样使用forEach方法,增加程序员的工资5%:

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  1. System.out.println("给程序员加薪 5% :");  
  2. Consumer<Person> giveRaise = e -> e.setSalary(e.getSalary() / 100 * 5 + e.getSalary());  
  3.   
  4. javaProgrammers.forEach(giveRaise);  
  5. phpProgrammers.forEach(giveRaise);  

另一个有用的方法是过滤器filter() ,让我们显示月薪超过1400美元的PHP程序员:

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  1. System.out.println("下面是月薪超过 $1,400 的PHP程序员:")  
  2. phpProgrammers.stream()  
  3.           .filter((p) -> (p.getSalary() > 1400))  
  4.           .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));  

我们也可以定义过滤器,然后重用它们来执行其他操作:

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  1. // 定义 filters  
  2. Predicate<Person> ageFilter = (p) -> (p.getAge() > 25);  
  3. Predicate<Person> salaryFilter = (p) -> (p.getSalary() > 1400);  
  4. Predicate<Person> genderFilter = (p) -> ("female".equals(p.getGender()));  
  5.   
  6. System.out.println("下面是年龄大于 24岁且月薪在$1,400以上的女PHP程序员:");  
  7. phpProgrammers.stream()  
  8.           .filter(ageFilter)  
  9.           .filter(salaryFilter)  
  10.           .filter(genderFilter)  
  11.           .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));  
  12.   
  13. // 重用filters  
  14. System.out.println("年龄大于 24岁的女性 Java programmers:");  
  15. javaProgrammers.stream()  
  16.           .filter(ageFilter)  
  17.           .filter(genderFilter)  
  18.           .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));  

使用limit方法,可以限制结果集的个数:

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  1. System.out.println("最前面的3个 Java programmers:");  
  2. javaProgrammers.stream()  
  3.           .limit(3)  
  4.           .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));  
  5.   
  6.   
  7. System.out.println("最前面的3个女性 Java programmers:");  
  8. javaProgrammers.stream()  
  9.           .filter(genderFilter)  
  10.           .limit(3)  
  11.           .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));  

排序呢? 我们在stream中能处理吗? 答案是肯定的。 在下面的例子中,我们将根据名字和薪水排序Java程序员,放到一个list中,然后显示列表:

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  1. System.out.println("根据 name 排序,并显示前5个 Java programmers:");  
  2. List<Person> sortedJavaProgrammers = javaProgrammers  
  3.           .stream()  
  4.           .sorted((p, p2) -> (p.getFirstName().compareTo(p2.getFirstName())))  
  5.           .limit(5)  
  6.           .collect(toList());  
  7.   
  8. sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));  
  9.    
  10. System.out.println("根据 salary 排序 Java programmers:");  
  11. sortedJavaProgrammers = javaProgrammers  
  12.           .stream()  
  13.           .sorted( (p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()) )  
  14.           .collect( toList() );  
  15.   
  16. sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));  

如果我们只对最低和最高的薪水感兴趣,比排序后选择第一个/最后一个 更快的是min和max方法:

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  1. System.out.println("工资最低的 Java programmer:");  
  2. Person pers = javaProgrammers  
  3.           .stream()  
  4.           .min((p1, p2) -> (p1.getSalary() - p2.getSalary()))  
  5.           .get()  
  6.   
  7. System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", pers.getFirstName(), pers.getLastName(), pers.getSalary())  
  8.   
  9. System.out.println("工资最高的 Java programmer:");  
  10. Person person = javaProgrammers  
  11.           .stream()  
  12.           .max((p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()))  
  13.           .get()  
  14.   
  15. System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", person.getFirstName(), person.getLastName(), person.getSalary())  

上面的例子中我们已经看到 collect 方法是如何工作的。 结合 map 方法,我们可以使用 collect 方法来将我们的结果集放到一个字符串,一个 Set 或一个TreeSet中:

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  1. System.out.println("将 PHP programmers 的 first name 拼接成字符串:");  
  2. String phpDevelopers = phpProgrammers  
  3.           .stream()  
  4.           .map(Person::getFirstName)  
  5.           .collect(joining(" ; ")); // 在进一步的操作中可以作为标记(token)     
  6.   
  7. System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 Set:");  
  8. Set<String> javaDevFirstName = javaProgrammers  
  9.           .stream()  
  10.           .map(Person::getFirstName)  
  11.           .collect(toSet());  
  12.   
  13. System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 TreeSet:");  
  14. TreeSet<String> javaDevLastName = javaProgrammers  
  15.           .stream()  
  16.           .map(Person::getLastName)  
  17.           .collect(toCollection(TreeSet::new));  

Streams 还可以是并行的(parallel)。 示例如下:

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  1. System.out.println("计算付给 Java programmers 的所有money:");  
  2. int totalSalary = javaProgrammers  
  3.           .parallelStream()  
  4.           .mapToInt(p -> p.getSalary())  
  5.           .sum();  

我们可以使用summaryStatistics方法获得stream 中元素的各种汇总数据。 接下来,我们可以访问这些方法,比如getMax, getMin, getSum或getAverage:

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  1. //计算 count, min, max, sum, and average for numbers  
  2. List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);  
  3. IntSummaryStatistics stats = numbers  
  4.           .stream()  
  5.           .mapToInt((x) -> x)  
  6.           .summaryStatistics();  
  7.   
  8. System.out.println("List中最大的数字 : " + stats.getMax());  
  9. System.out.println("List中最小的数字 : " + stats.getMin());  
  10. System.out.println("所有数字的总和   : " + stats.getSum());  
  11. System.out.println("所有数字的平均值 : " + stats.getAverage());   

OK,就这样,希望你喜欢它!
总结
在本文中,我们学会了使用lambda表达式的不同方式,从基本的示例,到使用lambdas和streams的复杂示例。 此外,我们还学习了如何使用lambda表达式与Comparator 类来对Java集合进行排序。


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