【Java系列】深入解析 Lambda表达式

骑猪看日落 2023-10-12 19:54 54阅读 0赞

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# 序言 #

> 你只管努力，其他交给时间，时间会证明一切。

> 文章标记颜色说明：
> 
>  *  黄色：重要标题
>  *  红色：用来标记结论
>  *  绿色：用来标记一级论点
>  *  蓝色：用来标记二级论点

> 希望这篇文章能让你不仅有一定的收获，而且可以愉快的学习，如果有什么建议，都可以留言和我交流

# 1 基础介绍 #

## 1.1概念介绍 ##

> Java Lambda表达式是Java 8中最重要的新特性之一。
> 
> 它们是一种可传递的匿名函数，可以作为参数传递给方法或存储在变量中，因此可以在需要的时候调用它们。
> 
> Lambda表达式的主要目的是简化Java代码，使其更易于阅读和编写。

> Lambda表达式的语法非常简洁和清晰。它们由参数列表、箭头符号和方法体组成。参数列表指定传递给Lambda表达式的参数，箭头符号 "->" 分隔参数列表和方法体，方法体则包含Lambda表达式要执行的代码。

## 1.2 简单示例 ##

> 下面是一个简单的Lambda表达式示例：
> 
>     (int x, int y) -> x + y
> 
> 这个Lambda表达式接受两个整数参数 x 和 y，并返回它们的和。可以将这个Lambda表达式存储在一个变量中，例如：
> 
>     IntBinaryOperator add = (int x, int y) -> x + y;
> 
> 这个代码创建了一个名为add的变量，它的类型是IntBinaryOperator，它接受两个整数参数并返回一个整数结果。
> 
> 该变量被初始化为一个Lambda表达式，该表达式实现了相同的功能，即将两个整数相加。

## 1.3 Lambda优点 ##

> Lambda表达式的主要优点包括：
> 
>  *  简化代码：Lambda表达式可以将冗长复杂的代码简化为几行简洁的代码。
>  *  可读性：Lambda表达式可以使代码更易于阅读和理解，因为它们更接近自然语言。
>  *  可传递性：Lambda表达式可以作为参数传递给方法或存储在变量中，使代码更具可重用性和灵活性。
>  *  并行处理：Lambda表达式可以与Stream API一起使用，使Java程序更容易地进行并行处理。
> 
> Lambda表达式是Java 8中最重要的新特性之一，它们为我们提供了一种更简单、更灵活、更易于使用的编程方式。

# 2 使用场景 #

> Lambda表达式可以用于许多不同的场景，其中包括：
> 
> 1.  集合操作
> 2.  多线程编程
> 3.  事件处理
> 4.  排序
> 5.  过滤
> 6.  映射
> 7.  聚合
> 8.  函数式编程
> 9.  数据库操作
> 10. 并行计算
> 11. GUI编程
> 12. 测试

## 2.1集合操作 ##

> Lambda表达式可以与Java 8的新集合操作方法（如stream()和forEach()）一起使用，使集合的处理更加简单、灵活和易于读写。

> 例如，假设有一个字符串列表，想要对该列表中的所有元素进行大写转换并输出到控制台上，可以使用以下代码：
> 
>     List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
>     names.stream().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);
> 
> 这里，使用了stream()方法将列表转换为一个流，然后使用map()方法将每个字符串转换为大写形式，最后使用forEach()方法将结果输出到控制台。

## 2.2 多线程编程 ##

> Lambda表达式可以与Java中的函数式接口一起使用，使多线程编程更加简单和可读。

> 例如，有一个线程，需要在后台执行某些任务，并在任务完成时通知主线程。可以使用以下代码创建一个新的线程并将任务作为Lambda表达式传递给它：
> 
>     new Thread(() -> {
>         // 执行后台任务
>         // ...
>         // 通知主线程任务已完成
>     }).start();
> 
> 这里，使用了Java中的Thread类，并将一个Lambda表达式作为参数传递给它，该表达式将在新线程中执行后台任务。

## 2.3 事件处理 ##

> Lambda表达式可以作为事件监听器传递给GUI组件等，使事件处理更加简单和可读。

> 例如，假设我们有一个按钮，需要在用户单击它时执行某些操作。可以使用以下代码将Lambda表达式作为事件监听器传递给该按钮：
> 
>     button.addActionListener(event -> {
>         // 处理按钮单击事件
>         // ...
>     });
> 
> 这里，使用了Java中的ActionListener接口，并将一个Lambda表达式作为参数传递给它，该表达式将在用户单击按钮时执行。

## 2.4 排序 ##

> Lambda表达式可以用于Java中的排序算法中，使排序更加灵活和可读。

> 例如，假设我们有一个Person对象的列表，需要按照年龄进行排序。可以使用以下代码将Lambda表达式作为排序算法的参数传递给Collections.sort()方法：
> 
>     List<Person> people = Arrays.asList(new Person("Alice", 25), new Person("Bob", 30), new Person("Charlie", 20));
>     Collections.sort(people, (p1, p2) -> p1.getAge() - p2.getAge());
> 
> 这里，我们使用了Java中的Collections类的sort()方法，并将一个Lambda表达式作为参数传递给它，该表达式将比较两个Person对象的年龄并返回一个整数值，以指示它们的排序顺序。

## 2.5 过滤 ##

> Lambda表达式可以用于过滤集合中的元素，使代码更加简单和可读。

> 例如，假设有一个整数列表，需要过滤掉其中的偶数。可以使用以下代码将Lambda表达式作为过滤器传递给Java中的stream()方法：
> 
>     List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
>     List<Integer> oddNumbers = numbers.stream().filter(n -> n % 2 != 0).collect(Collectors.toList());
> 
> 这里，使用了Java中的stream()方法将列表转换为一个流，然后使用filter()方法过滤掉其中的偶数，最后使用collect()方法将过滤后的结果转换为一个新的列表。

## 2.6 映射 ##

> Lambda表达式可以用于将一个集合中的元素映射到另一个集合中，使代码更加简单和可读。

> 例如，假设我们有一个字符串列表，需要将其中的每个字符串转换为大写形式并存储到另一个列表中。可以使用以下代码将Lambda表达式作为映射器传递给Java中的stream()方法：
> 
>     List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
>     List<String> upperCaseNames = names.stream().map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());
> 
> 这里，我们使用了Java中的stream()方法将列表转换为一个流，然后使用map()方法将每个字符串转换为大写形式，最后使用collect()方法将转换后的结果存储到一个新的列表中。

## 2.7 聚合 ##

> Lambda表达式可以用于聚合集合中的元素，例如，计算集合中的元素之和、平均值、最大值、最小值等。

> 以下是一个计算列表中元素之和的示例：
> 
>     List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
>     int sum = numbers.stream().reduce(0, (a, b) -> a + b);
>     System.out.println("Sum of numbers: " + sum);
> 
> 这里，使用了Java中的stream()方法将列表转换为一个流，并使用reduce()方法计算流中元素的总和。reduce()方法接受两个参数：起始值和一个BinaryOperator类型的Lambda表达式。Lambda表达式将两个元素相加并返回它们的和。在这个例子中，将起始值设置为0，表示计算从0开始的累加和。

> 除了计算元素之和之外，还可以使用Lambda表达式计算元素的平均值、最大值、最小值等。以下是一个计算列表中元素平均值的示例：
> 
>     List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
>     double average = numbers.stream().mapToInt(Integer::intValue).average().orElse(0.0);
>     System.out.println("Average of numbers: " + average);
> 
> 首先使用mapToInt()方法将流中的元素转换为int类型，然后使用average()方法计算这些元素的平均值。如果列表为空，则orElse()方法返回默认值0.0。

## 2.8 函数式编程 ##

> Lambda表达式可以使Java更加接近函数式编程，使代码更加简洁和易于理解。

> 例如，假设有一个接口，其中包含一个抽象方法，需要在程序中实现该接口并调用该方法。可以使用以下代码将Lambda表达式作为接口实现传递给该方法：
> 
>     interface MyInterface {
>         int doSomething(int x, int y);
>     }
>     
>     MyInterface myLambda = (x, y) -> x + y;
>     int result = myLambda.doSomething(3, 4);
> 
> 这里，定义了一个名为myLambda的变量，它的类型是MyInterface，它接受两个整数参数并返回它们的和。然后，我们调用myLambda的doSomething()方法，并传递两个整数参数，得到它们的和并将结果存储在result变量中。

## 2.9 数据库操作 ##

> Lambda表达式可以与Java中的数据库操作API（如JDBC和Hibernate）一起使用，使数据库操作更加简单和可读。

> 例如，假设有一个数据库表，需要查询其中的数据并输出到控制台上。可以使用以下代码将Lambda表达式作为查询操作的参数传递给数据库API：
> 
>     try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
>          Statement stmt = conn.createStatement();
>          ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM my_table")) {
>         while (rs.next()) {
>             int id = rs.getInt("id");
>             String name = rs.getString("name");
>             System.out.println("id: " + id + ", name: " + name);
>         }
>     }
> 
> 这里，使用了Java中的JDBC API，并将一个Lambda表达式作为查询操作的参数传递给executeQuery()方法，该表达式将处理查询结果集并输出到控制台上。

## 2.10 并行计算 ##

> Lambda表达式可以与Java中的并行计算API（如Java 8中的Parallel Streams和Fork/Join框架）一起使用，使计算更加高效和快速。

> 例如，假设有一个大型的整数列表，需要计算其中所有元素的平方和。可以使用以下代码将Lambda表达式作为计算器传递给Java 8中的Parallel Streams API：
> 
>     List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
>     for (int i = 1; i <= 1000000; i++) {
>         numbers.add(i);
>     }
>     long sum = numbers.parallelStream().mapToLong(i -> i * i).sum();
>     System.out.println("Sum of squares: " + sum);
> 
> 这里，使用了Java 8中的Parallel Streams API，它将列表转换为一个并行流，并使用mapToLong()方法计算每个元素的平方值，最后使用sum()方法将它们加起来得到总和。在此过程中，计算将在多个线程上并行执行，从而提高了计算效率。

## 2.11 GUI编程 ##

> Lambda表达式可以与Java中的GUI编程框架（如JavaFX和Swing）一起使用，使GUI编程更加简单和可读。

> 例如，假设有一个JavaFX应用程序，需要在用户单击按钮时执行一些操作。可以使用以下代码将Lambda表达式作为事件处理器传递给JavaFX框架：
> 
>     Button button = new Button("Click me!");
>     button.setOnAction(event -> System.out.println("Button clicked!"));
> 
> 这里，使用了JavaFX框架，并将一个Lambda表达式作为按钮的事件处理器传递给setOnAction()方法。该表达式将在用户单击按钮时执行，并输出一条消息到控制台上。

## 2.12 测试 ##

> Lambda表达式可以用于编写更加简洁和可读的单元测试代码，使测试更加容易理解和维护。

> 例如，假设有一个函数，需要进行单元测试以确保其正确性。可以使用以下代码将Lambda表达式作为测试断言传递给JUnit测试框架：
> 
>     @Test
>     public void testMyFunction() {
>         int result = myFunction(2, 3);
>         assertEquals(6, result, () -> "myFunction(2, 3) should return 6");
>     }
> 
> 这里，使用了JUnit测试框架，并将一个Lambda表达式作为测试断言传递给assertEquals()方法。该表达式将在测试失败时计算并返回错误消息，以帮助定位和修复问题。

# 3 总结 #

> Lambda表达式是Java 8中最强大和灵活的新特性之一，它可以用于各种不同的编程任务，使代码更加简单、灵活和易于读写。
> 
> Lambda表达式的语法非常简洁，通常由一个参数列表、一个箭头符号和一个表达式主体组成。

> 例如，以下是一个简单的Lambda表达式：
> 
>     x -> x * x
> 
> 该表达式接受一个参数x，将其平方并返回结果。

> Lambda表达式可以用于各种不同的编程任务，包括函数式编程、集合处理、数据库操作、Web开发、并行计算、GUI编程、测试等。使用Lambda表达式可以使代码更加简单、灵活和易于读写，并帮助开发人员减少代码的冗余和重复。

> 除了Lambda表达式之外，Java 8还引入了其他重要的新特性，例如Stream API、接口默认方法、方法引用、Optional类型等。这些新特性一起使Java变得更加现代化、强大和易于使用。

> 总之，Lambda表达式是Java编程中不可或缺的一部分，它使Java变得更加现代化、灵活和强大，并且是Java 8中最重要的新特性之一。

# 4 投票 #

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