JDK8新特性Lambda表达式体验

“Lambda 表达式”(lambda expression)是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象(lambda abstraction)，是一个匿名函数，即没有函数名的函数。Java 8的一个大亮点是引入Lambda表达式，使用它设计的代码会更加简洁。当开发者在编写Lambda表达式时，也会随之被编译成一个函数式接口。

Lambda简介

Lambda表达式的语法由参数列表、箭头符号->和函数体组成。函数体既可以是一个表达式，也可以是一个语句块。

比如：

(int x, int y) -> x + y;

具体的Lambda表达式的介绍可以看这篇博客，写得挺详细的。

Java Lambda表达式示例

下面就用一些例子来体验一下Lambda表达式。

遍历集合

比如我们现在要遍历一个List：

List<String> list = Arrays.asList("Hello", "JDK8", "and", "Lambda");

JDK8之前的写法：

for (String s : list) {
    System.out.println(s);
}

用Lambda表达式写法：

list.forEach(s -> System.out.println(s));

可以看到，无论是代码量和可读性都得到了提高。

在此基础上还可以再用隐式表达式进行简化：

list.forEach(System.out::println);

匿名类

在Java中很多时候我们要用到匿名类，比如线程Runnable、FileFilter和Comparator等等。
而匿名类型最大的问题就在于其冗余的语法。

这里用Comparator做例子。

比如我们有一个Cat类，表示猫，有名字、高度和重量这些属性。

package com.fengyuan.model;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

public @Data @AllArgsConstructor class Cat {
    private String name;
    private double height;
    private double weight;
}

我们创建3只猫，存到List中：

List<Cat> catList = new ArrayList<>();
// 请无视这些数据的合理性，我乱写的
catList.add(new Cat("cat1", 10.3, 3.6));
catList.add(new Cat("cat2", 9.3, 4.6));
catList.add(new Cat("cat3", 9.5, 4.0));

然后我们现在要对这个List进行排序，但是现在不知道是要怎么排，所以我们要定义一个比较器，指定用高度或者是重量来排序。

JDK8之前的写法：

// 指定用高度来排序
Collections.sort(catList, new Comparator<Cat>() {
    @Override
    public int compare(Cat o1, Cat o2) {
        if (o1.getHeight() > o2.getHeight()) {
            return 1;
        } else if (o1.getHeight() < o2.getHeight()) {
            return -1;
        } else {
            return 0;
        }
     }
});

而用Lambda，可以这样写：

Collections.sort(catList, (o1, o2) -> {
    if (o1.getHeight() > o2.getHeight()) {
        return 1;
    } else if (o1.getHeight() < o2.getHeight()) {
        return -1;
    } else {
        return 0;
    }
});

继续用方法引用，可以简写到极致：

// 指定用重量排序
catList.sort(Comparator.comparing(Cat::getWeight));

// 要逆向排列也很简单
catList.sort(Comparator.comparing(Cat::getWeight).reversed());

到最后这种写法，已经简写到极致，而且可读性非常高。

函数式接口

JDK8增加了一个新的包：java.util.function，它里面包含了常用的函数式接口，比如Predicate<T>、Consumer<T>，Function<T, R>等等。

接下来就体验一下Predicate和Consumer的用法。

我们现在有一个订单类，有id，金额，运费这些属性。这个订单有一个折扣方法，我们希望能够根据营销活动，动态修改优惠方案。
Order类：

package com.fengyuan.model;

import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Predicate;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

public @Data @AllArgsConstructor class Order {
    private long id;
    private double payment;
    private double freight;

    // 优惠政策
    public Order discount(Order order, Predicate<Order> predicate, Consumer<Order> consumer) {
        // 满足Predicate的条件，返回true
        if (predicate.test(order)) {
            // 接收订单对象，对订单对象进行处理
            consumer.accept(order);
        }

        return order;
    }
}

其中

• Predicate<T>：接收T对象并返回boolean。

• Consumer<T>：接收T对象，没有返回值。

然后通过函数式编程，我们可以动态传入我们的优惠方案，比如99包邮：

// 新建一个订单，506.5的金额，10.0的运费
Order order = new Order(123, 506.5, 10.0);
// 满足金额>=99的条件，则设置运费为0
order.discount(order, 
        o -> o.getPayment() >= 99, 
        o -> o.setFreight(0));

这样一来，就能根据营销活动，修改我们的优惠方案。

除此之外，Predicate对象之间还能运用与或非这些逻辑操作，比如：

predicate1.and(predicate2);
predicate1.or(predicate2);

Stream

这里的Stream和I/O流不同，它更像具有Iterable的集合类。

Stream API引入的目的在于弥补Java函数式编程的缺陷，让java也支持map()、reduce()等函数式编程语言。

map

map（映射），将传入的函数依次作用到序列的每个元素。

比如说，有一个字符串列表，我们现在给列表里每个字符串调用toLowerCase()方法，转成小写字母。

List<String> list = Arrays.asList("Hello", "JDK8", "and", "Lambda");

转成小写，用collect()把Stream再转回List，返回新的列表：

List<String> newList = list.stream().map(s -> s.toLowerCase()).collect(Collectors.toList());

也可以返回一个字符串，指定连接符，我这里是用空格连接的：

String str = list.stream().map(s -> s.toLowerCase()).collect(Collectors.joining(" "));

也可以用隐式函数，String::toLowerCase来实现：

String str = list.stream().map(String::toLowerCase).collect(Collectors.joining(" "));

reduce

reduce（归约），将集合中所有值结合起来。

将一个整型List，先进行map：每个数都翻一倍，再进行reduce：所有数加起来，得到结果：

        List<Integer> numbers = Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50);
        int result = numbers.stream().map(num -> num * 2).reduce((r, num) -> r += num).get();

变量捕捉

一个简单的例子，算出一个集合中最大值、最小值、平均值等等。

集合：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(4, 6, 65, 3, 44, 2, 17, 19);

计算：

int max = numbers.stream().mapToInt(x -> x).max().getAsInt();
int min = numbers.stream().mapToInt(x -> x).min().getAsInt();
long count = numbers.stream().mapToInt(x -> x).count();
double avg = numbers.stream().mapToInt(x -> x).average().getAsDouble();
int sum = numbers.stream().mapToInt(x -> x).sum();

也可以用IntSummaryStatistics类来得到统计结果：

IntSummaryStatistics stat = numbers.stream().mapToInt(x -> x).summaryStatistics();
int max = stat.getMax();
int min = stat.getMin();
long count = stat.getCount();    
double avg = stat.getAverage();
long sum = stat.getSum();

结语

虽然平时项目的开发中还是比较少用到Lambda表达式，但是在以上这些体验中，确实是感受到了它的魅力。