• 【Java系列】深入解析 Lambda表达式


     

    序言

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    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:

    1. List names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
    2. 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:

    1. new Thread(() -> {
    2. // 执行后台任务
    3. // ...
    4. // 通知主线程任务已完成
    5. }).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:

    1. button.addActionListener(event -> {
    2. // 处理按钮单击事件
    3. // ...
    4. });

    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:

    1. List people = Arrays.asList(new Person("Alice", 25), new Person("Bob", 30), new Person("Charlie", 20));
    2. 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:

    1. List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
    2. List 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:

    1. List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
    2. 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:

    1. List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    2. int sum = numbers.stream().reduce(0, (a, b) -> a + b);
    3. 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:

    1. List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    2. double average = numbers.stream().mapToInt(Integer::intValue).average().orElse(0.0);
    3. 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:

    1. interface MyInterface {
    2. int doSomething(int x, int y);
    3. }
    4. MyInterface myLambda = (x, y) -> x + y;
    5. 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:

    1. try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
    2. Statement stmt = conn.createStatement();
    3. ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM my_table")) {
    4. while (rs.next()) {
    5. int id = rs.getInt("id");
    6. String name = rs.getString("name");
    7. System.out.println("id: " + id + ", name: " + name);
    8. }
    9. }

    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:

    1. List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
    2. for (int i = 1; i <= 1000000; i++) {
    3. numbers.add(i);
    4. }
    5. long sum = numbers.parallelStream().mapToLong(i -> i * i).sum();
    6. 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:

    1. Button button = new Button("Click me!");
    2. 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:

    1. @Test
    2. public void testMyFunction() {
    3. int result = myFunction(2, 3);
    4. assertEquals(6, result, () -> "myFunction(2, 3) should return 6");
    5. }

    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。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_36755535/article/details/131350405