Java8 lambda表达式10个示例

第一次看到用lambda表达式写出来的 Java 代码时，我对这种神秘的语法感到非常失望，认为它们把 Java 搞得不可读，但我错了。花了一天时间做了一些lambda表达式和流 API 示例的练习后，我开心的看到了更清晰的 Java 代码。这有点像学习泛型，第一次见的时候我很讨厌它。我甚至继续使用老版 Java 1.4 来处理集合，直到有一天，朋友跟我介绍了使用泛型的好处（才意识到它的好处）。所以基本立场就是，不要畏惧lambda表达式以及方法引用的神秘语法，做几次练习，从集合类中提取、过滤数据之后，你就会喜欢上它。下面让我们开启学习 Java 8 lambda表达式的学习之旅吧，首先从简单例子开始。

例 1、用 lambda 表达式实现 Runnable

我开始使用 Java 8 时，首先做的就是使用lambda表达式替换匿名类，而实现 Runnable 接口是匿名类的最好示例。看一下 Java 8 之前的 runnable 实现方法，需要 4 行代码，而使用lambda表达式只需要一行代码。我们在这里做了什么呢？那就是用() -> {}代码块替代了整个匿名类。

输出：

这个例子向我们展示了 Java 8 lambda 表达式的语法。你可以使用 lambda 写出如下代码：

例如，如果你的方法不对参数进行修改、重写，只是在控制台打印点东西的话，那么可以这样写：

如果你的方法接收两个参数，那么可以写成如下这样：

顺便提一句，通常都会把 lambda 表达式内部变量的名字起得短一些。这样能使代码更简短，放在同一行。所以，在上述代码中，变量名选用 a、b 或者 x、y 会比 even、odd 要好。

例 2、使用 Java 8 lambda 表达式进行事件处理

如果你用过 Swing API 编程，你就会记得怎样写事件监听代码。这又是一个旧版本简单匿名类的经典用例，但现在可以不这样了。你可以用 lambda 表达式写出更好的事件监听代码，如下所示：

Java 开发者经常使用匿名类的另一个地方是为 Collections.sort() 定制 Comparator。在 Java 8 中，你可以用更可读的 lambda 表达式换掉丑陋的匿名类。我把这个留做练习，应该不难，可以按照我在使用 lambda 表达式实现 Runnable 和 ActionListener 的过程中的套路来做。

例 3、使用 lambda 表达式对列表进行迭代

如果你使过几年 Java，你就知道针对集合类，最常见的操作就是进行迭代，并将业务逻辑应用于各个元素，例如处理订单、交易和事件的列表。由于 Java 是命令式语言，Java 8 之前的所有循环代码都是顺序的，即可以对其元素进行并行化处理。如果你想做并行过滤，就需要自己写代码，这并不是那么容易。通过引入 lambda 表达式和默认方法，将做什么和怎么做的问题分开了，这意味着 Java 集合现在知道怎样做迭代，并可以在 API 层面对集合元素进行并行处理。下面的例子里，我将介绍如何在使用lambda或不使用 lambda 表达式的情况下迭代列表。你可以看到列表现在有了一个 forEach()  方法，它可以迭代所有对象，并将你的 lambda 代码应用在其中。

输出：

列表循环的最后一个例子展示了如何在 Java 8 中使用方法引用（method reference）。你可以看到 C++里面的双冒号、范围解析操作符现在在 Java 8 中用来表示方法引用。

例 4、使用 lambda 表达式和函数式接口 Predicate

除了在语言层面支持函数式编程风格，Java 8 也添加了一个包，叫做 java.util.function。它包含了很多类，用来支持 Java 的函数式编程。其中一个便是 Predicate，使用 java.util.function.Predicate 函数式接口以及 lambda 表达式，可以向 API 方法添加逻辑，用更少的代码支持更多的动态行为。下面是 Java 8 Predicate 的例子，展示了过滤集合数据的多种常用方法。Predicate 接口非常适用于做过滤。

输出：

可以看到，Stream API 的过滤方法也接受一个 Predicate，这意味着可以将我们定制的 filter() 方法替换成写在里面的内联代码，这就是 lambda 表达式的魔力。另外，Predicate 接口也允许进行多重条件的测试，下个例子将要讲到。

例 5、如何在 lambda 表达式中加入 Predicate

上个例子说到，java.util.function.Predicate 允许将两个或更多的 Predicate 合成一个。它提供类似于逻辑操作符 AND 和 OR 的方法，名字叫做 and()、or()和 xor()，用于将传入 filter() 方法的条件合并起来。例如，要得到所有以 J 开始，长度为四个字母的语言，可以定义两个独立的 Predicate 示例分别表示每一个条件，然后用 Predicate.and() 方法将它们合并起来，如下所示：

类似地，也可以使用 or() 和 xor() 方法。本例着重介绍了如下要点：可按需要将 Predicate 作为单独条件然后将其合并起来使用。简而言之，你可以以传统 Java 命令方式使用 Predicate 接口，也可以充分利用 lambda 表达式达到事半功倍的效果。

例 6、Java 8 中使用 lambda 表达式的 Map 和 Reduce 示例

本例介绍最广为人知的函数式编程概念 map。它允许你将对象进行转换。例如在本例中，我们将 costBeforeTax 列表的每个元素转换成为税后的值。我们将 x -> x*x lambda 表达式传到 map() 方法，后者将其应用到流中的每一个元素。然后用 forEach() 将列表元素打印出来。使用流 API 的收集器类，可以得到所有含税的开销。有 toList() 这样的方法将 map 或任何其他操作的结果合并起来。由于收集器在流上做终端操作，因此之后便不能重用流了。你甚至可以用流 API 的 reduce() 方法将所有数字合成一个，下一个例子将会讲到。

输出：

例 6.2、Java 8 中使用 lambda 表达式的 Map 和 Reduce 示例

在上个例子中，可以看到 map 将集合类（例如列表）元素进行转换的。还有一个 reduce() 函数可以将所有值合并成一个。Map 和 Reduce 操作是函数式编程的核心操作，因为其功能，reduce 又被称为折叠操作。另外，reduce 并不是一个新的操作，你有可能已经在使用它。SQL 中类似 sum()、avg() 或者 count() 的聚集函数，实际上就是 reduce 操作，因为它们接收多个值并返回一个值。流 API 定义的 reduceh() 函数可以接受 lambda 表达式，并对所有值进行合并。IntStream 这样的类有类似 average()、count()、sum() 的内建方法来做 reduce 操作，也有 mapToLong()、mapToDouble() 方法来做转换。这并不会限制你，你可以用内建方法，也可以自己定义。在这个 Java 8 的 Map Reduce 示例里，我们首先对所有价格应用 12% 的 VAT，然后用 reduce() 方法计算总和。

输出：

例 7、通过过滤创建一个 String 列表

过滤是 Java 开发者在大规模集合上的一个常用操作，而现在使用 lambda 表达式和流 API 过滤大规模数据集合是惊人的简单。流提供了一个 filter() 方法，接受一个 Predicate 对象，即可以传入一个 lambda 表达式作为过滤逻辑。下面的例子是用 lambda 表达式过滤 Java 集合，将帮助理解。

输出：

另外，关于 filter() 方法有个常见误解。在现实生活中，做过滤的时候，通常会丢弃部分，但使用 filter()方法则是获得一个新的列表，且其每个元素符合过滤原则。

例 8、对列表的每个元素应用函数

我们通常需要对列表的每个元素使用某个函数，例如逐一乘以某个数、除以某个数或者做其它操作。这些操作都很适合用 map() 方法，可以将转换逻辑以 lambda 表达式的形式放在 map() 方法里，就可以对集合的各个元素进行转换了，如下所示。

输出：

例 9、复制不同的值，创建一个子列表

本例展示了如何利用流的 distinct() 方法来对集合进行去重。

输出：

例 10、计算集合元素的最大值、最小值、总和以及平均值

IntStream、LongStream 和 DoubleStream 等流的类中，有个非常有用的方法叫做 summaryStatistics() 。可以返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics 或者 DoubleSummaryStatistic s，描述流中元素的各种摘要数据。在本例中，我们用这个方法来计算列表的最大值和最小值。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法来获得列表的所有元素的总和及平均值。

输出：

Lambda 表达式 vs 匿名类

既然 lambda 表达式即将正式取代 Java 代码中的匿名内部类，那么有必要对二者做一个比较分析。一个关键的不同点就是关键字 this。匿名类的 this 关键字指向匿名类，而 lambda 表达式的 this 关键字指向包围 lambda 表达式的类。另一个不同点是二者的编译方式。Java 编译器将 lambda 表达式编译成类的私有方法。使用了 Java 7 的 invokedynamic 字节码指令来动态绑定这个方法。

Java 8 Lambda 表达式要点

10 个 Java lambda 表达式、流 API 示例

到目前为止我们看到了 Java 8 的 10 个 lambda 表达式，这对于新手来说是个合适的任务量，你可能需要亲自运行示例程序以便掌握。试着修改要求创建自己的例子，达到快速学习的目的。我还想建议大家使用 Netbeans IDE 来练习 lambda 表达式，它对 Java 8 支持良好。当把代码转换成函数式的时候，Netbeans 会及时给你提示。只需跟着 Netbeans 的提示，就能很容易地把匿名类转换成 lambda 表达式。此外，如果你喜欢阅读，那么记得看一下 Java 8 的 lambdas，实用函数式编程这本书（Java 8 Lambdas, pragmatic functional programming），作者是 Richard Warburton，或者也可以看看 Manning 的 Java 8 实战（Java 8 in Action），这本书虽然还没出版，但我猜线上有第一章的免费 pdf。不过，在你开始忙其它事情之前，先回顾一下 Java 8 的 lambda 表达式、默认方法和函数式接口的重点知识。

1）lambda 表达式仅能放入如下代码：预定义使用了 @Functional 注释的函数式接口，自带一个抽象函数的方法，或者 SAM（Single Abstract Method 单个抽象方法）类型。这些称为 lambda 表达式的目标类型，可以用作返回类型，或 lambda 目标代码的参数。例如，若一个方法接收 Runnable、Comparable 或者 Callable 接口，都有单个抽象方法，可以传入 lambda 表达式。类似的，如果一个方法接受声明于 java.util.function 包内的接口，例如 Predicate、Function、Consumer 或 Supplier，那么可以向其传 lambda 表达式。

2）lambda 表达式内可以使用方法引用，仅当该方法不修改 lambda 表达式提供的参数。本例中的 lambda 表达式可以换为方法引用，因为这仅是一个参数相同的简单方法调用。

然而，若对参数有任何修改，则不能使用方法引用，而需键入完整地 lambda 表达式，如下所示：

事实上，可以省略这里的 lambda 参数的类型声明，编译器可以从列表的类属性推测出来。

3）lambda 内部可以使用静态、非静态和局部变量，这称为 lambda 内的变量捕获。

4）Lambda 表达式在 Java 中又称为闭包或匿名函数，所以如果有同事把它叫闭包的时候，不用惊讶。

5）Lambda 方法在编译器内部被翻译成私有方法，并派发 invokedynamic 字节码指令来进行调用。可以使用 JDK 中的 javap 工具来反编译 class 文件。使用 javap -p 或 javap -c -v 命令来看一看 lambda 表达式生成的字节码。大致应该长这样：

6）lambda 表达式有个限制，那就是只能引用 final 或 final 局部变量，这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的变量。

另外，只是访问它而不作修改是可以的，如下所示：

输出：

因此，它看起来更像不可变闭包，类似于 Python。

以上就是 Java 8 的 lambda 表达式的全部 10 个例子。此次修改将成为 Java 史上最大的一次，将深远影响未来 Java 开发者使用集合框架的方式。我想规模最相似的一次修改就是 Java 5 的发布了，它带来了很多优点，提升了代码质量，例如：泛型、枚举、自动装箱（Autoboxing）、静态导入、并发 API 和变量参数。上述特性使得 Java 代码更加清晰，我想 lambda 表达式也将进一步改进它。我在期待着开发并行第三方库，这可以使高性能应用变得更容易写。

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