概念
Lambda表达式是一种简洁的函数定义方式，它允许你在程序中定义小型的一次性使用的函数，而无需显式地声明函数名称。
主要特点
匿名性：Lambda表达式不需要名字，因此它们被称为“匿名函数”。
简洁性：Lambda表达式通常比常规函数更短小精悍。
灵活性：Lambda表达式可以作为参数传递给其他函数，或者作为其他函数的结果返回。
延迟执行：Lambda表达式通常在被调用时才执行，而不是定义时。
结构
引入“->”操作符（箭头操作符），用于分割前后两部分
“->”左边：表示Lambda表达式的参数列表（接口中表示定义的抽象方法的参数）
“->”右边：表示的是方法的方法体，Lambda体
注解@FunctionalInterface
@FunctionalInterface要求接口中的抽象方法只有一个(如果不是会编译报错)。 这个注解往往会和 lambda 表达式一起出现。
对接口的要求
Lambda 规定接口中只能有一个需要被实现的方法（抽象方法），不是规定接口中只能有一个方法
用法
首先定义六个函数式接口，后续示例均使用者六个接口来进行表达
/**多参数无返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnMultiParam {
void method(int a, int b);
}
/**无参无返回值*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnNoParam {
void method();
}
/**一个参数无返回*/
@FunctionalInterface
public interface NoReturnOneParam {
void method(int a);
}
/**多个参数有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnMultiParam {
int method(int a, int b);
}
/*** 无参有返回*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnNoParam {
int method();
}
/**一个参数有返回值*/
@FunctionalInterface
public interface ReturnOneParam {
int method(int a);
}再定义一个实体类Item和两个定义了getItem()的函数式接口
package lambda.interfaces;
/**
* 一个商品实体类
*/
public class Item {
int id;
String name;
double price;
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
public Item() {
}
public Item(int id, String name, double price) {
this.id = id;
this.name = name;
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "Item{" +
"id=" + id +
", name='" + name + '\'' +
", price=" + price +
'}';
}
}
package lambda.interfaces;
public interface ItemCreatorBlankConstruct {
public Item getItem();
}
package lambda.interfaces;
public interface ItemCreatorParamContruct {
public Item getItem(int id, String name, double price);
}基础语法
语法形式为 () -> {}，其中 () 用来描述参数列表，{} 用来描述方法体，-> 为 lambda运算符 ，读作(goes to)。
package lambda;
import lambda.interfaces.*;
import org.junit.jupiter.api.Test;
/**
* 基础语法
* 参考博客：https://www.cnblogs.com/haixiang/p/11029639.html
*/
public class Client1 {
@Test
public void test1() {
/*
语法形式为 () -> {}，其中 () 用来描述参数列表，{} 用来描述方法体，-> 为 lambda运算符 ，读作(goes to)。
*/
//无参无返回
NoReturnNoParam noReturnNoParam = () -> {
System.out.println("NoReturnNoParam");
};
noReturnNoParam.method();
//一个参数无返回
NoReturnOneParam noReturnOneParam = (int a) -> {
System.out.println("NoReturnOneParam param:" + a);
};
noReturnOneParam.method(6);
//多个参数无返回
NoReturnMultiParam noReturnMultiParam = (int a, int b) -> {
System.out.println("NoReturnMultiParam param:" + "{" + a + "," + +b + "}");
};
noReturnMultiParam.method(6, 8);
//无参有返回值
ReturnNoParam returnNoParam = () -> {
System.out.print("ReturnNoParam");
return 1;
};
int res = returnNoParam.method();
System.out.println("return:" + res);
//一个参数有返回值
ReturnOneParam returnOneParam = (int a) -> {
System.out.println("ReturnOneParam param:" + a);
return 1;
};
int res2 = returnOneParam.method(6);
System.out.println("return:" + res2);
//多个参数有返回值
ReturnMultiParam returnMultiParam = (int a, int b) -> {
System.out.println("ReturnMultiParam param:" + "{" + a + "," + b + "}");
return 1;
};
int res3 = returnMultiParam.method(6, 8);
System.out.println("return:" + res3);
}
}简化语法
lambda表达式可以通过简化语法实现更优雅地表达
package lambda;
import lambda.interfaces.*;
import org.junit.jupiter.api.Test;
/**
* Lambda 语法简化
* 对lamda进一步简化，写出更加优雅的代码
*/
public class Client2 {
@Test
public void test1() {
//1.简化参数类型，可以不写参数类型，但是必须所有参数都不写
NoReturnMultiParam lamdba1 = (a, b) -> {
System.out.println("简化参数类型");
};
lamdba1.method(1, 2);
//2.简化参数小括号，如果只有一个参数则可以省略参数小括号
NoReturnOneParam lambda2 = a -> {
System.out.println("简化参数小括号");
};
lambda2.method(1);
//3.简化方法体大括号，如果方法条只有一条语句，则可以省略方法体大括号
NoReturnOneParam lambda3 = a -> System.out.println("简化方法体大括号");
lambda3.method(1);
//4.如果方法体只有一条语句，并且是 return 语句，则可以省略方法体大括号（必须大括号和 return 关键字一起省略）
ReturnOneParam lambda4 = a -> a + 3;
System.out.println(lambda4.method(5));
ReturnMultiParam lambda5 = (a, b) -> a + b;
System.out.println(lambda5.method(1, 1));
}
}引用方法
概念
有时候我们不是必须要自己重写某个匿名内部类的方法，我们可以可以利用 lambda表达式的接口快速指向一个已经被实现的方法。
语法
方法归属者::方法名（静态方法的归属者为类名，普通方法归属者为对象）
package lambda;
import lambda.interfaces.ReturnOneParam;
import org.junit.jupiter.api.Test;
/**
* 方法的引用
* 有时候我们不是必须要自己重写某个匿名内部类的方法，我们可以可以利用 lambda表达式的接口快速指向一个已经被实现的方法。
* 方法归属者::方法名 静态方法的归属者为类名，普通方法归属者为对象
*/
public class Client3 {
@Test
public void test1() {
/*静态方法的归属者为类名*/
//lambda1 引用了已经实现的 doubleNum 方法
ReturnOneParam lambda1 = a -> doubleNum(a);
System.out.println(lambda1.method(3));
//lambda2 引用了已经实现的 doubleNum 方法
ReturnOneParam lambda2 = Client3::doubleNum;
System.out.println(lambda2.method(3));
/*普通方法归属者为对象*/
Client3 client3 = new Client3();
//lambda4 引用了已经实现的 addTwo 方法
ReturnOneParam lambda4 = client3::addTwo;
System.out.println(lambda4.method(2));
}
/**
* 要求
* 1.参数数量和类型要与接口中定义的一致
* 2.返回值类型要与接口中定义的一致
*/
public static int doubleNum(int a) {
return a * 2;
}
public int addTwo(int a) {
return a + 2;
}
}引用构造方法
语法：
类名::new
package lambda;
import lambda.interfaces.Item;
import lambda.interfaces.ItemCreatorBlankConstruct;
import lambda.interfaces.ItemCreatorParamContruct;
import org.junit.jupiter.api.Test;
/**
* 构造方法的引用
* 一般我们需要声明接口，该接口作为对象的生成器，通过 类名::new 的方式来实例化对象，然后调用方法返回对象
*/
public class Client4 {
@Test
public void test1() {
// creator 实现了 getItem 方法
ItemCreatorBlankConstruct creator = () -> new Item();
Item item = creator.getItem();
// creator2 实现了 getItem 方法
ItemCreatorBlankConstruct creator2 = Item::new;
Item item2 = creator2.getItem();
// creator3 实现了 getItem 方法
ItemCreatorParamContruct creator3 = (a, b, c) -> new Item(a, b, c);
Item item3 = creator3.getItem(112, "鼠标", 135.99);
// creator4 实现了 getItem 方法
ItemCreatorParamContruct creator4 = Item::new;
Item item4 = creator4.getItem(112, "鼠标", 135.99);
}
}代替匿名内部类
概念
lambda表达式的本质就是某个函数接口实现类或子类的唯一抽象方法的表达，所以在方法参数中定义的函数式接口，此时可以用lambda表达式来代替其对应的匿名内部类
语法
(方法参数) -> {重写的方法方法题}
java中的用例
new Thread(Runnable target)中的Runnable
forEach(Consumer<? super E> action)中的Consumer
sort(Comparator<? super E> c)中的Comparator
Comparator<T> comparingInt(ToIntFunction<? super T> keyExtractor)中的ToIntFunction
package lambda;
import org.junit.jupiter.api.Test;
/**
* lambda 表达式创建线程
*/
public class Client5 {
@Test
public void test1() {
// 常规写法
System.out.println("=========================常规写法=========================");
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
}
});
thread.start();
// lambda 表达式写法
System.out.println("=========================表达式写法=========================");
Thread t = new Thread(() -> {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(2 + ":" + i);
}
});
t.start();
}
}
package lambda;
import lambda.interfaces.Item;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
/**
* 集合操作
* 调用集合的 public void forEach(Consumer<? super E> action) 方法，通过 lambda 表达式的方式遍历集合中的元素
* Consumer 接口是 jdk 为我们提供的一个函数式接口，结构如下：
*
* @FunctionalInterface public interface Consumer<T> {
* void accept(T t);
* //....
* }
*/
public class Client6 {
/**
* 遍历集合
* 调用集合的 public void forEach(Consumer<? super E> action) 方法，通过 lambda 表达式的方式遍历集合中的元素
* Consumer 接口是 jdk 为我们提供的一个函数式接口，结构如下：
*
* @FunctionalInterface public interface Consumer<T> {
* void accept(T t);
* //....
*/
@Test
public void test1() {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
Collections.addAll(list, 1, 2, 3, 4, 5);
//lambda表达式 方法引用
list.forEach(System.out::println);
//lambda表达式 有参无返回 参数element简化了()
list.forEach(element -> {
if (element % 2 == 0) {
System.out.println(element);
}
});
}
/**
* 删除集合中的某个元素
* 通过public boolean removeIf(Predicate<? super E> filter)方法来删除集合中的某个元素
* Predicate 也是 jdk 为我们提供的一个函数式接口
*/
@Test
public void test2() {
ArrayList<Item> items = new ArrayList<>();
items.add(new Item(11, "小牙刷", 12.05));
items.add(new Item(5, "日本马桶盖", 999.05));
items.add(new Item(7, "格力空调", 888.88));
items.add(new Item(17, "肥皂", 2.00));
items.add(new Item(9, "冰箱", 4200.00));
//lambda表达式 有参无返回 参数element简化了()
items.removeIf(element -> element.getId() == 7);
//通过 foreach 遍历，查看是否已经删除
items.forEach(System.out::println);
}
/**
* 集合内元素的排序
* 若要为集合内的元素排序，就必须调用 sort 方法，传入比较器匿名内部类重写 compare 方法，现在可以使用 lambda 表达式来简化代码
*/
public static void sortElement() {
ArrayList<Item> list = new ArrayList<>();
list.add(new Item(13, "背心", 7.80));
list.add(new Item(11, "半袖", 37.80));
list.add(new Item(14, "风衣", 139.80));
list.add(new Item(12, "秋裤", 55.33));
//普通方式调用sort
/*
list.sort(new Comparator<Item>() {
@Override
public int compare(Item o1, Item o2) {
return o1.getId() - o2.getId();
}
});
*/
// lambda表达式 多参无返回 因为是多参，此时不能省略()
list.sort((o1, o2) -> o1.getId() - o2.getId());
// lambda表达式 方法的引用
list.sort(Comparator.comparingInt(Item::getId));
System.out.println(list);
}
}
闭包问题
由来：
在Java中，Lambda表达式可以访问其外部作用域中的最终变量或实际上不可更改的变量（即有效的最终变量）。如果Lambda捕获了一个可变变量，那么这个变量必须是final或者至少在语法上被视为final（即没有被重新赋值）
解决方案
确保变量是最终的或有效的最终的：在Java中，确保任何被Lambda捕获的变量都是final或至少在语法上被视为final。
避免在循环中使用Lambda：尽量不要在循环中定义Lambda表达式，特别是当循环体内的变量被Lambda捕获时。
显式捕获变量：在C++中，明确指定哪些变量应该通过引用捕获，哪些应该通过值捕获。
使用局部变量：在可能的情况下，使用局部变量而不是循环变量，以减少闭包问题的发生。
以下代码如果我们把注释放开会报错，编辑器会告诉我 num 值是 final 不能被改变。这里我们虽然没有标识 num 类型为 final，但是在编译期间虚拟机会帮我们加上 final 修饰关键字。
package lambda;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.util.function.Consumer;
/**
* Lambda 表达式中的闭包问题
* 这个问题我们在匿名内部类中也会存在，如果我们把注释放开会报错，告诉我 num 值是 final 不能被改变。
* 这里我们虽然没有标识 num 类型为 final，但是在编译期间虚拟机会帮我们加上 final 修饰关键字
*/
public class Client7 {
@Test
public void test1() {
final int num = 10;
Consumer<String> consumer = ele -> {
System.out.println(num);
};
// num = num + 2;
consumer.accept("hello");
}
}
异常处理
概念
在Java中，Lambda表达式主要用于实现函数式接口，这些接口通常不声明抛出检查型异常。因此，在Lambda表达式中处理异常需要一些额外的技巧
常用处理方式
lambda表达式内部处理
/**
* 直接代码块处理
*/
@Test
public void test1() {
List<Integer> nums = new ArrayList<>();
nums.add(0);
nums.forEach(x -> {
try {
System.out.println(1 / x);
} catch (Exception e) {
//直接在此处处理异常
e.printStackTrace();
}
});
}使用Unchecked异常
这是最简单的方法，即将任何检查型异常转换为运行时异常（RuntimeException），这样就不需要在Lambda表达式的函数式接口中声明抛出异常。
@Test
public void test2() {
Consumer<String> consumer = s -> {
try {
if (s == null) {
throw new NullPointerException("s is null");
}
System.out.println(s.length());
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
};
consumer.accept(null); // 这里会抛出运行时异常
}使用自定义函数式接口
创建自己的函数式接口，声明抛出特定的异常，然后使用这个接口作为Lambda表达式的类型。
/**
* 异常处理函数式接口
* @param <T>
* @param <E>
*/
@FunctionalInterface
public interface ThrowingConsumer<T, E extends Throwable> {
void accept(T t) throws E;
}
@Test
public void test3() {
ThrowingConsumer<String, IOException> consumer = s -> {
if (s == null) {
throw new NullPointerException("s is null");
}
System.out.println(s.length());
};
try {
consumer.accept(null); // 这里会抛出NullPointerException
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}使用异常包装器
创建一个包装器类，将Lambda表达式的结果和可能发生的异常一起返回。
/**
* 异常包装器
* @param <T>
*/
static class Result<T> {
private T value;
private Throwable exception;
public Result(T value, Throwable exception) {
this.value = value;
this.exception = exception;
}
public T getValue() {
return value;
}
public Throwable getException() {
return exception;
}
}
/**
*
*/
@Test
public void test4() {
Function<String, Result<Integer>> function = s -> {
try {
return new Result<>(s.length(), null);
} catch (Exception e) {
return new Result<>(null, e);
}
};
Result<Integer> result = function.apply(null);
if (result.getException() != null) {
result.getException().printStackTrace();
} else {
System.out.println(result.getValue());
}
}使用Optional
使用Optional来处理可能为空的结果，同时可以将异常信息封装起来。
/**
* 使用Optional
*/
@Test
public void test5() {
Function<String, Optional<Integer>> function = s -> {
try {
return Optional.of(s.length());
} catch (Exception e) {
return Optional.empty();
}
};
Optional<Integer> result = function.apply(null);
result.ifPresent(System.out::println);
}使用CompletableFuture
利用CompletableFuture异步执行Lambda表达式，并处理可能发生的异常。
@Test
public void test6() {
CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
if ("null".equals("test")) {
throw new NullPointerException("s is null");
}
return "test".length();
});
future.whenComplete((value, throwable) -> {
if (throwable != null) {
throwable.printStackTrace();
} else {
System.out.println(value);
}
});
}使用第三方库
有些第三方库提供了处理Lambda表达式中异常的功能，例如Vavr库。
import io.vavr.control.Try;
@Test
public void test7() {
Try<Integer> result = Try.of(() -> {
if ("null".equals("test")) {
throw new NullPointerException("s is null");
}
return "test".length();
});
result.onSuccess(System.out::println).onFailure(Throwable::printStackTrace);
}
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