Java8新特性：Lambda表达式、函数式接口以及方法引用

1. Lambda表达式概念

首先 Lambda 表达式是Java 8引入的重要新特性。

Lambda 是一个匿名函数&＃xff08;Lambda 表达式简化了匿名内部类的形式&＃xff0c;并且可以达到同样的效果&＃xff0c;当然Lambda 要优雅得多&＃xff09;&＃xff0c;我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码&＃xff08;将代码 像数据一样进行传递&＃xff09;。

lambda表达式与匿名函数虽然最终达到的效果是一样的&＃xff0c;但其底层实现原理却并不相同&＃xff1a;

• 匿名内部类在编译之后会创建一个新的匿名内部类出来
• 而 Lambda 是调用 JVM invokedynamic指令实现的&＃xff0c;并不会产生新类。

还有一个重点&＃xff1a;Lambda表达式返回的是接口对象实例。

其基本语法如下&＃xff1a;

(参数列表) -> {方法体
};


其中->是Lambda运算符&＃xff0c;它的英文名是goes to&＃xff0c;嗯&＃xff0c;就是转到的意思

整个的lambda表达式等价于&＃xff1a;

new 接口名() {// 实现接口的方法&＃64;Overridepublic void method() {// 函数逻辑}
};


看下面以Lambda语法创建线程和匿名内部类创建线程的例子

package com.yyl.lambda;public class Test {public static void main(String[] args) {// 用匿名内部类的方式来创建线程new Thread(new Runnable() {&＃64;Overridepublic void run() {System.out.println("公众号&＃xff1a;毒力舌---点关注&＃xff0c;不迷路&＃xff01;");}}).start();// 使用Lambda来创建线程new Thread(() -> System.out.println("公众号&＃xff1a;毒力舌---点关注&＃xff0c;不迷路&＃xff01;")).start();}
}


结果是一样的&＃xff1a;

2. Lambda表达式语法

接口中函数的声明总共6种情况&＃xff1a;

• 接口方法无返回值和有返回值分2种
• 其中无参数、单个参数和多个参数又分3种情况。

两两结合&＃xff0c;2×3&＃61;6&＃xff0c;一种有六种

如下六种函数示例代码&＃xff1a;

interface I01 {void method();
}
interface I02 {void method(int a);
}
interface I03 {void method(int a, int b);
}
interface I04 {int method();
}
interface I05 {int method(int a);
}
interface I06 {int method(int a, int b);
}


我们使用lambda表达式重写这几个方法并运行&＃xff1a;

public class Test {public static void main(String[] args) {I01 i01 &＃61; () -> {System.out.println("无返回值、无参数");};I02 i02 &＃61; (int a) -> {System.out.println("无返回值&＃xff0c;单个参数。a&＃61;" &＃43; a);};I03 i03 &＃61; (int a, int b) -> {System.out.println("无返回值&＃xff0c;多个参数。a&＃61;" &＃43; a &＃43; ",b&＃61;" &＃43; b);};I04 i04 &＃61; () -> {System.out.println("有返回值、无参数");return 4;};I05 i05 &＃61; (int a) -> {System.out.println("有返回值&＃xff0c;单个参数。a&＃61;" &＃43; a);return 5;};I06 i06 &＃61; (int a, int b) -> {System.out.println("有返回值&＃xff0c;多个参数。a&＃61;" &＃43; a &＃43; ",b&＃61;" &＃43; b);return 6;};i01.method();i02.method(5);i03.method(5,10);System.out.println(i04.method());System.out.println(i05.method(5));System.out.println(i06.method(5, 10));}
}


输出&＃xff1a;

无返回值、无参数
无返回值&＃xff0c;单个参数。a&＃61;5
无返回值&＃xff0c;多个参数。a&＃61;5,b&＃61;10
有返回值、无参数
4
有返回值&＃xff0c;单个参数。a&＃61;5
5
有返回值&＃xff0c;多个参数。a&＃61;5,b&＃61;10
6


看完以上代码已经能大概了解lambda表达式的用法了。

不过细心的你已经发现&＃xff0c;要是这些接口里面定义的方法不止一个呢&＃xff1f;那岂不是无法确定Lambda表达式究竟是要实现哪一个接口方法&＃xff1f;

这里就要提到函数式接口的概念

3. 函数式接口(Functional Interface)

Java 8为了使现有的函数更加友好地支持Lambda表达式&＃xff0c;引入了函数式接口的概念。

函数式接口本质上是一个仅有一个抽象方法的普通接口&＃xff0c;所以又叫SAM接口(Single Abstract Method Interface)。

函数式接口在实际使用过程中很容易出错&＃xff0c;比如某人在接口定义中又增加了另一个方法&＃xff0c;则该接口不再是函数式接口&＃xff0c;此时将该接口转换为Lambda表达式会报错。为了克服函数式接口的脆弱性&＃xff0c;并且能够明确声明接口是作为函数式接口的意图&＃xff0c;Java 8增加了**&＃64;FunctionalInterface**注解来标注函数式接口。

使用&＃64;FunctionalInterface注解标注的接口必须是函数式接口&＃xff0c;也就是说该接口中只能声明一个抽象方法&＃xff0c;如果声明多个抽象方法就会报错。但是默认方法和静态方法不属于抽象方法&＃xff0c;因此在函数式接口中也可以定义默认方法和静态方法。

比如这样声明一个函数式接口是被允许的&＃xff1a;

&＃64;FunctionalInterface
interface InterfaceDemo {void method(int a);// 允许定义静态方法static void staticMethod() {...}// 允许定义默认方法default void defaultMethod() {...}
}


&＃64;FunctionalInterface注解不是必须的&＃xff0c;如果一个接口符合"函数式接口"的定义&＃xff0c;那么加不加该注解都没有影响&＃xff0c;就像下面的接口。

interface InterfaceDemo2 {void method(int a);
}


当然加上该注解能够更好地让编译器进行检查&＃xff0c;也能提高代码的可读性。

4. Lambda表达式精简语法

1. 参数类型可以省略

   比如I02 i02 &＃61; (int a) -> {System.out.println(...);};可以写成I02 i02 &＃61; (a) -> {System.out.println(...);};

2. 假如只有一个参数&＃xff0c;那么()括号可以省略

   比如I02 i02 &＃61; (a) -> {System.out.println(...);};可以写成I02 i02 &＃61; a -> {System.out.println(...);};

3. 假如方法体只有一条语句&＃xff0c;那么语句后的;分号和方法体的{}大括号可以一起省略

   比如I02 i02 &＃61; a -> {System.out.println(...);};可以写成I02 i02 &＃61; a -> System.out.println(...);

4. 如果方法体中唯一的语句是return返回语句&＃xff0c;那么在省略第3种情况的同时&＃xff0c;return也必须一起省略

   比如I05 i05 &＃61; a -> {return 1;};可以写成&＃96;&＃96;I05 i05 &＃61; a -> 1;&＃96;

5. 方法引用(Method Reference)

在Java 8中可以用方法引用来进一步简化Lambda表达式。&＃xff08;虽然两者在底层实现原理上略有不同&＃xff0c;但在实际使用中完全可以视为等价&＃xff09;
有时候多个Lambda表达式的实现函数是一样的&＃xff0c;我们可以封装成一个通用方法&＃xff0c;再通过方法引用来实现接口。

这话说的吧&＃xff0c;就很难理解&＃xff0c;我是这样理解的&＃xff1a;因为是函数式接口嘛&＃xff0c;所以接口里面就一个要实现的函数&＃xff0c;然后我们可以通过lambda表达式来实现这个接口&＃xff0c;进而实现其中的方法&＃xff0c;也可以直接引用一个方法来作为这个方法的实现&＃xff0c;然后这样就能实现这个接口对象了。

方法引用可以引用三种方法&＃xff0c;他们的语法如下&＃xff1a;

• 如果是实例方法&＃xff1a;对象名::实例方法名
• 如果是静态方法&＃xff1a;类名::实例方法名
• 如果是构造方法&＃xff1a;类名::new

下面通过例子来理解一下方法引用的流程&＃xff1a;

5.1 实例方法引用

示例代码&＃xff1a;

public class Test {public void eat(int a) {System.out.println("吃东西。" &＃43; "a&＃61;" &＃43; a);}public static void main(String[] args) {//Lambda表达式写法&＃xff1a;Dog dog1 &＃61; (a) -> System.out.println("吃东西。" &＃43; "a&＃61;" &＃43; a);Cat cat1 &＃61; (a) -> System.out.println("吃东西。" &＃43; "a&＃61;" &＃43; a);dog1.doSomething(5);cat1.doSomething(5);//方法引用写法&＃xff1a;Test test &＃61; new Test();Dog dog2 &＃61; test::eat;Cat cat2 &＃61; test::eat;dog2.doSomething(10);cat2.doSomething(10);}
}
&＃64;FunctionalInterface
interface Dog {void doSomething(int a);
}
&＃64;FunctionalInterface
interface Cat {void doSomething(int a);
}


输出结果&＃xff1a;

吃东西。a&＃61;5
吃东西。a&＃61;5
吃东西。a&＃61;10
吃东西。a&＃61;10


5.2 静态方法引用

示例代码&＃xff1a;

package com.yyl.lambda;public class Test {public static void eat(int a) {System.out.println("吃东西。" &＃43; "a&＃61;" &＃43; a);}public static void main(String[] args) {//Lambda表达式写法&＃xff1a;Dog dog1 &＃61; (a) -> System.out.println("吃东西。" &＃43; "a&＃61;" &＃43; a);Cat cat1 &＃61; (a) -> System.out.println("吃东西。" &＃43; "a&＃61;" &＃43; a);dog1.doSomething(5);cat1.doSomething(5);//方法引用写法&＃xff1a;Test test &＃61; new Test();Dog dog2 &＃61; Test::eat;Cat cat2 &＃61; Test::eat;dog2.doSomething(10);cat2.doSomething(10);}
}&＃64;FunctionalInterface
interface Dog {void doSomething(int a);
}
&＃64;FunctionalInterface
interface Cat {void doSomething(int a);
}


5.3 构造方法引用

如果函数式接口的实现恰好可以通过调用一个类的构造方法来实现&＃xff08;比如说接口方法与这个构造方法的参数个数、参数类型和返回值都对的上&＃xff09;&＃xff0c;那么就可以使用构造方法引用。

代码如下&＃xff1a;

public class Test {public void eat(int a) {System.out.println("吃东西。" &＃43; "a&＃61;" &＃43; a);}public static void main(String[] args) {//Lambda表达式写法&＃xff1a;DogService dogService1 &＃61; (name, age) -> new Dog(name, age);System.out.println(dogService1.getDog("大黄", 5));//方法引用写法&＃xff1a;DogService dogService2 &＃61; Dog::new;System.out.println(dogService2.getDog("二黑", 3));}
}
&＃64;FunctionalInterface
interface DogService {Dog getDog(String name, int age);
}
class Dog {String name;int age;public Dog(String name, int age) {this.name &＃61; name;this.age &＃61; age;}&＃64;Overridepublic String toString() {return "Dog{" &＃43;"name&＃61;&＃39;" &＃43; name &＃43; &＃39;\&＃39;&＃39; &＃43;", age&＃61;" &＃43; age &＃43;&＃39;}&＃39;;}
}


运行结果如下&＃xff1a;

Dog{name&＃61;&＃39;大黄&＃39;, age&＃61;5}
Dog{name&＃61;&＃39;二黑&＃39;, age&＃61;3}