Java Lambda表達式入門
下載示例程序 Examples.zip 。
雖然看着很先進,其實Lambda表達式的本質只是一個"語法糖",由編譯器推斷並幫你轉換包裝爲常規的代碼,因此你可以使用更少的代碼來實現同樣的功能。本人建議不要亂用,因爲這就和某些很高級的黑客寫的代碼一樣,簡潔,難懂,難以調試,維護人員想罵娘.)
Lambda表達式是Java SE 8中一個重要的新特性。lambda表達式允許你通過表達式來代替功能接口。 lambda表達式就和方法一樣,它提供了一個正常的參數列表和一個使用這些參數的主體(body,可以是一個表達式或一個代碼塊)。
Lambda表達式還增強了集合庫。 Java SE 8添加了2個對集合數據進行批量操作的包: java.util.function 包以及 java.util.stream 包。 流(stream)就如同迭代器(iterator),但附加了許多額外的功能。 總的來說,lambda表達式和 stream 是自Java語言添加泛型(Generics)和註解(annotation)以來最大的變化。 在本文中,我們將從簡單到複雜的示例中見認識lambda表達式和stream的強悍。
環境準備
如果還沒有安裝Java 8,那麼你應該先安裝才能使用lambda和stream(譯者建議在虛擬機中安裝,測試使用)。 像NetBeans 和IntelliJ IDEA 一類的工具和IDE就支持Java 8特性,包括lambda表達式,可重複的註解,緊湊的概要文件和其他特性。
下面是Java SE 8和NetBeans IDE 8的下載鏈接:
Java Platform (JDK 8): 從Oracle下載Java 8,也可以和NetBeans IDE一起下載
NetBeans IDE 8: 從NetBeans官網下載NetBeans IDE
Lambda表達式的語法
基本語法:
(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }
下面是Java lambda表達式的簡單例子:
- // 1. 不需要參數,返回值爲 5
- () -> 5
- // 2. 接收一個參數(數字類型),返回其2倍的值
- x -> 2 * x
- // 3. 接受2個參數(數字),並返回他們的差值
- (x, y) -> x – y
- // 4. 接收2個int型整數,返回他們的和
- (int x, int y) -> x + y
- // 5. 接受一個 string 對象,並在控制檯打印,不返回任何值(看起來像是返回void)
- (String s) -> System.out.print(s)
現在,我們已經知道什麼是lambda表達式,讓我們先從一些基本的例子開始。 在本節中,我們將看到lambda表達式如何影響我們編碼的方式。 假設有一個玩家List ,程序員可以使用 for 語句 ("for 循環")來遍歷,在Java SE 8中可以轉換爲另一種形式:
- String[] atp = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
- "Stanislas Wawrinka",
- "David Ferrer","Roger Federer",
- "Andy Murray","Tomas Berdych",
- "Juan Martin Del Potro"};
- List<String> players = Arrays.asList(atp);
- // 以前的循環方式
- for (String player : players) {
- System.out.print(player + "; ");
- }
- // 使用 lambda 表達式以及函數操作(functional operation)
- players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));
- // 在 Java 8 中使用雙冒號操作符(double colon operator)
- players.forEach(System.out::println);
- // 使用匿名內部類
- btn.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() {
- @Override
- public void handle(ActionEvent event) {
- System.out.println("Hello World!");
- }
- });
- // 或者使用 lambda expression
- btn.setOnAction(event -> System.out.println("Hello World!"));
- // 1.1使用匿名內部類
- new Thread(new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- System.out.println("Hello world !");
- }
- }).start();
- // 1.2使用 lambda expression
- new Thread(() -> System.out.println("Hello world !")).start();
- // 2.1使用匿名內部類
- Runnable race1 = new Runnable() {
- @Override
- public void run() {
- System.out.println("Hello world !");
- }
- };
- // 2.2使用 lambda expression
- Runnable race2 = () -> System.out.println("Hello world !");
- // 直接調用 run 方法(沒開新線程哦!)
- race1.run();
- race2.run();
Runnable 的 lambda表達式,使用塊格式,將五行代碼轉換成單行語句。 接下來,在下一節中我們將使用lambdas對集合進行排序。
使用Lambdas排序集合
在Java中,Comparator 類被用來排序集合。 在下面的例子中,我們將根據球員的 name, surname, name 長度 以及最後一個字母。 和前面的示例一樣,先使用匿名內部類來排序,然後再使用lambda表達式精簡我們的代碼。
在第一個例子中,我們將根據name來排序list。 使用舊的方式,代碼如下所示:
- String[] players = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
- "Stanislas Wawrinka", "David Ferrer",
- "Roger Federer", "Andy Murray",
- "Tomas Berdych", "Juan Martin Del Potro",
- "Richard Gasquet", "John Isner"};
- // 1.1 使用匿名內部類根據 name 排序 players
- Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
- @Override
- public int compare(String s1, String s2) {
- return (s1.compareTo(s2));
- }
- });
- // 1.2 使用 lambda expression 排序 players
- Comparator<String> sortByName = (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2));
- Arrays.sort(players, sortByName);
- // 1.3 也可以採用如下形式:
- Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2)));
其他的排序如下所示。 和上面的示例一樣,代碼分別通過匿名內部類和一些lambda表達式來實現Comparator :
- // 1.1 使用匿名內部類根據 surname 排序 players
- Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
- @Override
- public int compare(String s1, String s2) {
- return (s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo(s2.substring(s2.indexOf(" "))));
- }
- });
- // 1.2 使用 lambda expression 排序,根據 surname
- Comparator<String> sortBySurname = (String s1, String s2) ->
- ( s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(" ")) ) );
- Arrays.sort(players, sortBySurname);
- // 1.3 或者這樣,懷疑原作者是不是想錯了,括號好多...
- Arrays.sort(players, (String s1, String s2) ->
- ( s1.substring(s1.indexOf(" ")).compareTo( s2.substring(s2.indexOf(" ")) ) )
- );
- // 2.1 使用匿名內部類根據 name lenght 排序 players
- Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
- @Override
- public int compare(String s1, String s2) {
- return (s1.length() - s2.length());
- }
- });
- // 2.2 使用 lambda expression 排序,根據 name lenght
- Comparator<String> sortByNameLenght = (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length());
- Arrays.sort(players, sortByNameLenght);
- // 2.3 or this
- Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.length() - s2.length()));
- // 3.1 使用匿名內部類排序 players, 根據最後一個字母
- Arrays.sort(players, new Comparator<String>() {
- @Override
- public int compare(String s1, String s2) {
- return (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));
- }
- });
- // 3.2 使用 lambda expression 排序,根據最後一個字母
- Comparator<String> sortByLastLetter =
- (String s1, String s2) ->
- (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1));
- Arrays.sort(players, sortByLastLetter);
- // 3.3 or this
- Arrays.sort(players, (String s1, String s2) -> (s1.charAt(s1.length() - 1) - s2.charAt(s2.length() - 1)));
使用Lambdas和Streams
Stream是對集合的包裝,通常和lambda一起使用。 使用lambdas可以支持許多操作,如 map, filter, limit, sorted, count, min, max, sum, collect 等等。 同樣,Stream使用懶運算,他們並不會真正地讀取所有數據,遇到像getFirst() 這樣的方法就會結束鏈式語法。 在接下來的例子中,我們將探索lambdas和streams 能做什麼。 我們創建了一個Person類並使用這個類來添加一些數據到list中,將用於進一步流操作。 Person 只是一個簡單的POJO類:
- public class Person {
- private String firstName, lastName, job, gender;
- private int salary, age;
- public Person(String firstName, String lastName, String job,
- String gender, int age, int salary) {
- this.firstName = firstName;
- this.lastName = lastName;
- this.gender = gender;
- this.age = age;
- this.job = job;
- this.salary = salary;
- }
- // Getter and Setter
- // . . . . .
- }
- List<Person> javaProgrammers = new ArrayList<Person>() {
- {
- add(new Person("Elsdon", "Jaycob", "Java programmer", "male", 43, 2000));
- add(new Person("Tamsen", "Brittany", "Java programmer", "female", 23, 1500));
- add(new Person("Floyd", "Donny", "Java programmer", "male", 33, 1800));
- add(new Person("Sindy", "Jonie", "Java programmer", "female", 32, 1600));
- add(new Person("Vere", "Hervey", "Java programmer", "male", 22, 1200));
- add(new Person("Maude", "Jaimie", "Java programmer", "female", 27, 1900));
- add(new Person("Shawn", "Randall", "Java programmer", "male", 30, 2300));
- add(new Person("Jayden", "Corrina", "Java programmer", "female", 35, 1700));
- add(new Person("Palmer", "Dene", "Java programmer", "male", 33, 2000));
- add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 34, 1300));
- }
- };
- List<Person> phpProgrammers = new ArrayList<Person>() {
- {
- add(new Person("Jarrod", "Pace", "PHP programmer", "male", 34, 1550));
- add(new Person("Clarette", "Cicely", "PHP programmer", "female", 23, 1200));
- add(new Person("Victor", "Channing", "PHP programmer", "male", 32, 1600));
- add(new Person("Tori", "Sheryl", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
- add(new Person("Osborne", "Shad", "PHP programmer", "male", 32, 1100));
- add(new Person("Rosalind", "Layla", "PHP programmer", "female", 25, 1300));
- add(new Person("Fraser", "Hewie", "PHP programmer", "male", 36, 1100));
- add(new Person("Quinn", "Tamara", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
- add(new Person("Alvin", "Lance", "PHP programmer", "male", 38, 1600));
- add(new Person("Evonne", "Shari", "PHP programmer", "female", 40, 1800));
- }
- };
- System.out.println("所有程序員的姓名:");
- javaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- phpProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- System.out.println("給程序員加薪 5% :");
- Consumer<Person> giveRaise = e -> e.setSalary(e.getSalary() / 100 * 5 + e.getSalary());
- javaProgrammers.forEach(giveRaise);
- phpProgrammers.forEach(giveRaise);
- System.out.println("下面是月薪超過 $1,400 的PHP程序員:")
- phpProgrammers.stream()
- .filter((p) -> (p.getSalary() > 1400))
- .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- // 定義 filters
- Predicate<Person> ageFilter = (p) -> (p.getAge() > 25);
- Predicate<Person> salaryFilter = (p) -> (p.getSalary() > 1400);
- Predicate<Person> genderFilter = (p) -> ("female".equals(p.getGender()));
- System.out.println("下面是年齡大於 24歲且月薪在$1,400以上的女PHP程序員:");
- phpProgrammers.stream()
- .filter(ageFilter)
- .filter(salaryFilter)
- .filter(genderFilter)
- .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- // 重用filters
- System.out.println("年齡大於 24歲的女性 Java programmers:");
- javaProgrammers.stream()
- .filter(ageFilter)
- .filter(genderFilter)
- .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- System.out.println("最前面的3個 Java programmers:");
- javaProgrammers.stream()
- .limit(3)
- .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- System.out.println("最前面的3個女性 Java programmers:");
- javaProgrammers.stream()
- .filter(genderFilter)
- .limit(3)
- .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- System.out.println("根據 name 排序,並顯示前5個 Java programmers:");
- List<Person> sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
- .stream()
- .sorted((p, p2) -> (p.getFirstName().compareTo(p2.getFirstName())))
- .limit(5)
- .collect(toList());
- sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- System.out.println("根據 salary 排序 Java programmers:");
- sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
- .stream()
- .sorted( (p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()) )
- .collect( toList() );
- sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));
- System.out.println("工資最低的 Java programmer:");
- Person pers = javaProgrammers
- .stream()
- .min((p1, p2) -> (p1.getSalary() - p2.getSalary()))
- .get()
- System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", pers.getFirstName(), pers.getLastName(), pers.getSalary())
- System.out.println("工資最高的 Java programmer:");
- Person person = javaProgrammers
- .stream()
- .max((p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()))
- .get()
- System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", person.getFirstName(), person.getLastName(), person.getSalary())
- System.out.println("將 PHP programmers 的 first name 拼接成字符串:");
- String phpDevelopers = phpProgrammers
- .stream()
- .map(Person::getFirstName)
- .collect(joining(" ; ")); // 在進一步的操作中可以作爲標記(token)
- System.out.println("將 Java programmers 的 first name 存放到 Set:");
- Set<String> javaDevFirstName = javaProgrammers
- .stream()
- .map(Person::getFirstName)
- .collect(toSet());
- System.out.println("將 Java programmers 的 first name 存放到 TreeSet:");
- TreeSet<String> javaDevLastName = javaProgrammers
- .stream()
- .map(Person::getLastName)
- .collect(toCollection(TreeSet::new));
- System.out.println("計算付給 Java programmers 的所有money:");
- int totalSalary = javaProgrammers
- .parallelStream()
- .mapToInt(p -> p.getSalary())
- .sum();
- //計算 count, min, max, sum, and average for numbers
- List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
- IntSummaryStatistics stats = numbers
- .stream()
- .mapToInt((x) -> x)
- .summaryStatistics();
- System.out.println("List中最大的數字 : " + stats.getMax());
- System.out.println("List中最小的數字 : " + stats.getMin());
- System.out.println("所有數字的總和 : " + stats.getSum());
- System.out.println("所有數字的平均值 : " + stats.getAverage());
總結
在本文中,我們學會了使用lambda表達式的不同方式,從基本的示例,到使用lambdas和streams的複雜示例。 此外,我們還學習瞭如何使用lambda表達式與Comparator 類來對Java集合進行排序。