你要知道的Java8 匿名內(nèi)部類、函數(shù)式接口烤低、lambda表達(dá)式與Stream API都在這里
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本文主要講解Java8 Stream API懈费，但是要講解這一部分需要匿名內(nèi)部類、lambda表達(dá)式以及函數(shù)式接口的相關(guān)知識(shí)，本文將分為兩篇文章來(lái)講解上述內(nèi)容尊惰，讀者可以按需查閱。
本文是該系列博文的第一篇Java 匿名內(nèi)部類弄屡、lambda表達(dá)式與函數(shù)式接口，主要講解Java的匿名內(nèi)部類逾条、lambda表達(dá)式以及函數(shù)式接口琢岩，第二篇文章Java Stream API主要講解Java Stream API。
匿名內(nèi)部類
匿名內(nèi)部類適用于那些只需要使用一次的類师脂，比如設(shè)計(jì)模式下的命令模式担孔，往往通過(guò)定義一系列接口進(jìn)行調(diào)用，有時(shí)有的命令只會(huì)執(zhí)行一次就不再執(zhí)行吃警，這個(gè)時(shí)候如果單獨(dú)定義一個(gè)類就顯得過(guò)于復(fù)雜并且編譯會(huì)生成這個(gè)類的.class文件糕篇，不利于管理，這種情況下使用匿名內(nèi)部類就能夠很好的簡(jiǎn)化編程并且不會(huì)編譯生成單獨(dú)的.class文件酌心。
接下來(lái)看一個(gè)例子：
interface Programmer
{
void listLanguages();
void introduceMyself();
}
class MyProgrammer implements Programmer
{
public void listLanguages() {
System.out.println("Objective-C Swift Python Go Java");
}
public void introduceMyself() {
System.out.println("My Name is Jiaming Chen");
}
}
public class HelloWorld
{
static void info(Programmer programmer)
{
programmer.listLanguages();
programmer.introduceMyself();
}
public static void main(String[] args)
{
info(new MyProgrammer());
}
}
上面這個(gè)例子為了執(zhí)行info函數(shù)定義了一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Programmer接口的類MyProgrammer拌消，如果它只執(zhí)行一次這樣就顯得過(guò)于復(fù)雜，如果采用匿名內(nèi)部類就會(huì)在很大程度上簡(jiǎn)化編程安券，首先介紹一下匿名內(nèi)部類的基礎(chǔ)語(yǔ)法：
new 需要實(shí)現(xiàn)的接口() | 父類構(gòu)造器()
{
//需要實(shí)現(xiàn)的方法或重載父類的方法
}
匿名內(nèi)部類的語(yǔ)法很簡(jiǎn)單墩崩，必須要實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口或者繼承一個(gè)類，可以看到使用了new關(guān)鍵詞侯勉，因此在創(chuàng)建匿名內(nèi)部類的同時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)該類的實(shí)例鹦筹，并且只能創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，創(chuàng)建完成后這個(gè)匿名內(nèi)部類就不能再使用址貌，因此铐拐，匿名內(nèi)部類不能是抽象類，由于匿名內(nèi)部類沒(méi)有類名所以也不能定義構(gòu)造函數(shù)练对，但是可以在定義匿名內(nèi)部類的時(shí)候調(diào)用父類的有參構(gòu)造器也可以定義初始化塊用于初始化父類的成員變量遍蟋。下面這個(gè)栗子是將上述代碼修改為匿名內(nèi)部類的實(shí)現(xiàn)方式：
class MyProgrammer implements Programmer
{
public void listLanguages() {
System.out.println("Objective-C Swift Python Go Java");
}
public void introduceMyself() {
System.out.println("My Name is Jiaming Chen");
}
}
public class HelloWorld
{
static void info(Programmer programmer)
{
programmer.listLanguages();
programmer.introduceMyself();
}
public static void main(String[] args)
{
info(new Programmer(){
public void listLanguages() {
System.out.println("Objective-C Swift Python Go Java");
}
public void introduceMyself() {
System.out.println("My Name is Jiaming Chen");
}
});
}
}
通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，使用匿名內(nèi)部類比重新定義一個(gè)新類更加簡(jiǎn)潔螟凭，在創(chuàng)建匿名內(nèi)部類的時(shí)候可以調(diào)用父類的有參構(gòu)造函數(shù)虚青，栗子如下：
abstract class Programmer
{
protected String name;
public Programmer(String name)
{
this.name = name;
}
public abstract void listLanguages();
public abstract void introduceMyself();
}
public class HelloWorld
{
static void info(Programmer programmer)
{
programmer.listLanguages();
programmer.introduceMyself();
}
public static void main(String[] args)
{
int age = 22;
Programmer p = new Programmer("Jiaming Chen"){
public void listLanguages()
{
System.out.println("Objective-C Swift Python Go Java");
}
public void introduceMyself()
{
System.out.println("My Name is " + this.name + " and I'm " + age + " years old.");
//age = 2;
}
};
info(p);
//age = 23;
}
}
上述栗子首先定義了一個(gè)抽象父類，并且該抽象父類只有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)螺男，因此在創(chuàng)建匿名內(nèi)部類的時(shí)候需要顯示調(diào)用該構(gòu)造函數(shù)挟憔，這樣就可以在匿名內(nèi)部類內(nèi)部使用父類定義的成員變量了钟些，匿名內(nèi)部類也可以使用外部變量，在Java8中上述栗子中的age會(huì)自動(dòng)聲明為final類型绊谭，這稱為effectively final政恍，只要匿名內(nèi)部類訪問(wèn)了一個(gè)局部變量，這個(gè)局部變量無(wú)論是否被final修飾它都會(huì)自動(dòng)被聲明為final類型达传，不允許任何地方進(jìn)行修改篙耗，Java與其他語(yǔ)言相比在閉包內(nèi)訪問(wèn)外部變量的局限更大，因?yàn)橹荒苁?code>final類型宪赶，比如OC在block內(nèi)部也可以捕獲外部變量宗弯，swift也有一套閉包值捕獲機(jī)制，都可以對(duì)捕獲的值進(jìn)行修改或權(quán)限的設(shè)置搂妻，Java的局限性太大蒙保。
lambda表達(dá)式
Java8引入了lambda表達(dá)式，在其他語(yǔ)言中欲主，比如python邓厕、swift都支持lambda表達(dá)式，這個(gè)特性用起來(lái)也非常方便和簡(jiǎn)潔扁瓢。接下來(lái)舉一個(gè)常見(jiàn)的對(duì)一個(gè)列表進(jìn)行排序的例子：
class MyComparator implements Comparator<String>
{
public int compare(String o1, String o2)
{
return o1.compareTo(o2);
}
}
public class HelloWorld
{
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Objective-C");
list.add("Swift");
list.add("Python");
list.add("Golang");
list.add("Java");
list.sort(new MyComparator());
list.forEach(System.out::println);
/*
輸出:(下面的代碼的輸出結(jié)果是一致的详恼，不再贅述)
Golang
Java
Objective-C
Python
Swift
*/
}
}
在開(kāi)發(fā)中經(jīng)常會(huì)對(duì)一個(gè)集合類型進(jìn)行排序操作，調(diào)用集合的sort方法時(shí)需要傳入一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Comparator接口的參數(shù)引几，因此上述栗子就定義了一個(gè)類MyComparator并且這個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Comparator接口昧互，因此可以創(chuàng)建一個(gè)MyComparator的對(duì)象用于排序操作，不難發(fā)現(xiàn)這樣做非常復(fù)雜需要重新定義一個(gè)全新的類伟桅，經(jīng)過(guò)前文的介紹這里完全可以用匿名內(nèi)部類來(lái)代替敞掘，關(guān)于最后一行代碼list.forEach(System.out::println);在后文會(huì)介紹，這里先賣個(gè)關(guān)子楣铁，它的作用就是遍歷整個(gè)集合并輸出玖雁。接下來(lái)看一下使用匿名內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)的方式：
public class HelloWorld
{
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Objective-C");
list.add("Swift");
list.add("Python");
list.add("Golang");
list.add("Java");
list.sort(new Comparator<String>(){
public int compare(String o1, String o2) {
return o1.compareTo(o2);
}
});
list.forEach(System.out::println);
}
}
結(jié)果同上，顯而易見(jiàn)民褂，采用了匿名內(nèi)部類更加的方便了，代碼簡(jiǎn)潔明了疯潭，那有沒(méi)有再簡(jiǎn)介一點(diǎn)的辦法呢赊堪？答案當(dāng)然是肯定的，那就是使用lambda表達(dá)式竖哩，栗子如下：
public class HelloWorld
{
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Objective-C");
list.add("Swift");
list.add("Python");
list.add("Golang");
list.add("Java");
list.sort((String o1, String o2)->{
return o1.compareTo(o2);
});
list.forEach(System.out::println);
}
}
通過(guò)上述代碼發(fā)現(xiàn)哭廉，sort函數(shù)傳入的參數(shù)是一個(gè)lambda表達(dá)式，整個(gè)代碼非常類似前文中我們實(shí)現(xiàn)的compare函數(shù)相叁，但是我們不需要再寫new Comparator<String()這樣繁瑣的代碼遵绰，也不需要寫函數(shù)名辽幌，因此lambda表達(dá)式可以很好的替代匿名內(nèi)部類，不難發(fā)現(xiàn)lambda表達(dá)式由三部分組成：
- 首先是參數(shù)列表椿访，這個(gè)參數(shù)列表與要實(shí)現(xiàn)的方法的參數(shù)列表一致乌企，因?yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)知道了你需要實(shí)現(xiàn)哪一個(gè)方法因此可以省略形參類型，當(dāng)只有一個(gè)參數(shù)時(shí)也可以省略圓括號(hào)成玫，但是當(dāng)沒(méi)有形參時(shí)圓括號(hào)不可以省略
- 接下來(lái)是一個(gè)
->符號(hào)加酵，該符號(hào)用于分隔形參列表與函數(shù)體，該符號(hào)不允許省略哭当。 - 最后就是代碼體了猪腕，如果代碼體只有一行代碼就可以省略掉花括號(hào)，并且如果方法需要有返回值連
return關(guān)鍵詞都可以省略钦勘，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這一行代碼的結(jié)果返回陋葡。
通過(guò)上面的講解，我們就可以寫一個(gè)更加簡(jiǎn)潔lambda表達(dá)式了彻采，栗子如下：
public class HelloWorld
{
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Objective-C");
list.add("Swift");
list.add("Python");
list.add("Golang");
list.add("Java");
list.sort((s1, s2)->s1.compareTo(s2));
list.forEach(System.out::println);
}
}
上面的代碼我們省略了形參的類型腐缤，由于只有一行我們同時(shí)省略了花括號(hào)和return語(yǔ)句，整個(gè)代碼相比使用匿名內(nèi)部類更加簡(jiǎn)潔了颊亮。到這里有同學(xué)可能會(huì)問(wèn)了柴梆，lambda表達(dá)式是怎么知道我們實(shí)現(xiàn)的是接口的哪一個(gè)方法？
lambda表達(dá)式的類型也被稱為目標(biāo)類型 target type终惑，該類型必須是函數(shù)式接口 Functional Interface绍在，函數(shù)式接口代表有且只有一個(gè)抽象方法，但是可以包含多個(gè)默認(rèn)方法或類方法的接口雹有，因此使用lambda表達(dá)式系統(tǒng)一定知道我們實(shí)現(xiàn)的接口的哪一個(gè)方法偿渡，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)的接口有且只有一個(gè)抽象方法供我們實(shí)現(xiàn)。
函數(shù)式接口可以使用注釋@FunctionalInterface來(lái)要求編譯器在編譯時(shí)進(jìn)行檢查霸奕，是否只包含一個(gè)抽象方法溜宽。Java提供了大量的函數(shù)式接口這樣就能使用lambda表達(dá)式簡(jiǎn)化編程。lambda表達(dá)式的目標(biāo)類型必須是函數(shù)式接口质帅，lambda表達(dá)式也只能為函數(shù)式接口創(chuàng)建對(duì)象因?yàn)?code>lambda表達(dá)式只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)抽象方法适揉。
前文介紹了在使用lambda表達(dá)式時(shí)，如果代碼體只有一行代碼可以省略花括號(hào)煤惩，如果有返回值也可以省略return關(guān)鍵詞嫉嘀，不僅如此，lambda表達(dá)式在只有一條代碼時(shí)還可以引用其他方法或構(gòu)造器并自動(dòng)調(diào)用魄揉，可以省略參數(shù)傳遞剪侮，代碼更加簡(jiǎn)潔，引用方法的語(yǔ)法需要使用::符號(hào)洛退。lambda表達(dá)式提供了四種引用方法和構(gòu)造器的方式：
- 引用對(duì)象的方法
類::實(shí)例方法 - 引用類方法
類::類方法 - 引用特定對(duì)象的方法
特定對(duì)象::實(shí)例方法 - 引用類的構(gòu)造器
類::new
舉個(gè)栗子：
public class HelloWorld
{
public static void main(String[] args)
{
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Objective-C");
list.add("Swift");
list.add("Python");
list.add("Golang");
list.add("Java");
//list.sort((s1, s2)->s1.compareTo(s2));
list.sort(String::compareTo);
list.forEach(System.out::println);
}
}
對(duì)比上述兩行代碼瓣俯，第一個(gè)sort函數(shù)傳入了一個(gè)lambda表達(dá)式用于實(shí)現(xiàn)Comparator接口的compare函數(shù)杰标，由于該實(shí)現(xiàn)只有一條代碼，因此可以省略花括號(hào)以及return關(guān)鍵字彩匕。第二個(gè)sort方法則直接引用了對(duì)象的實(shí)例方法腔剂，語(yǔ)法規(guī)則為類::實(shí)例方法，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將函數(shù)式接口實(shí)現(xiàn)的方法的所有參數(shù)中的第一個(gè)參數(shù)作為調(diào)用者推掸，接下來(lái)的參數(shù)依次傳入引用的方法中即自動(dòng)進(jìn)行s1.compareTo(s2)的方法調(diào)用桶蝎，明顯第二個(gè)sort函數(shù)調(diào)用更加簡(jiǎn)潔明了。
最后一行代碼list.forEach(System.out::println);則引用了類方法谅畅，集合類的實(shí)例方法forEach接收一個(gè)Consumer接口對(duì)象登渣，該接口是一個(gè)函數(shù)式接口，只有一個(gè)抽象方法void accept(T t);毡泻，因此可以使用lambda表達(dá)式進(jìn)行調(diào)用胜茧，這里引用System.out的類方法println，引用語(yǔ)法類::類方法仇味，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將實(shí)現(xiàn)的函數(shù)式接口方法中的所有參數(shù)都傳入該類方法并進(jìn)行自動(dòng)調(diào)用呻顽。
再舉一個(gè)栗子：
@FunctionalInterface
interface Index
{
int index(String subString);
}
@FunctionalInterface
interface Generator
{
String generate();
}
public class HelloWorld
{
static int getIndex(Index t, String subString)
{
return t.index(subString);
}
static String generateString(Generator g)
{
return g.generate();
}
public static void main(String[] args)
{
String str = "Hello World";
System.out.println(getIndex(str::indexOf, "e"));
System.out.println(generateString(String::new).length());
}
}
這個(gè)栗子似乎沒(méi)有任何實(shí)際意義，就是為了演示引用特定對(duì)象的實(shí)例方法和引用類的構(gòu)造器丹墨。接口Index和Generator都是函數(shù)式接口廊遍，因此可以使用lambda表達(dá)式。對(duì)于getIndex方法需要傳入一個(gè)實(shí)現(xiàn)Index接口的對(duì)象和一個(gè)子串贩挣，在調(diào)用時(shí)首先定義了一個(gè)字符串Hello World喉前，然后引用了這個(gè)對(duì)象的實(shí)例方法indexOf，這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這個(gè)特定對(duì)象作為調(diào)用者然后將所有的參數(shù)因此傳入該實(shí)力方法王财。
引用構(gòu)造器的方法也很簡(jiǎn)單類::new卵迂，不再贅述。
總結(jié)
本文主要講解匿名內(nèi)部類绒净、lambda表達(dá)式见咒、函數(shù)式接口以及lambda表達(dá)式的方法引用和構(gòu)造器引用，通過(guò)幾個(gè)例子逐步深入挂疆，逐步簡(jiǎn)化代碼的編寫改览，可以發(fā)現(xiàn)Java8提供的lambda表達(dá)式是如此的強(qiáng)大。接下來(lái)的一篇文章會(huì)對(duì)Java8新增的Stream API進(jìn)行講解缤言，Stream的流式API支持并行宝当，對(duì)傳統(tǒng)編程方式進(jìn)行了改進(jìn)，可以編寫出更簡(jiǎn)潔明了的高性能代碼墨闲。有興趣的讀者可以閱讀Java Stream API今妄。
備注
由于作者水平有限郑口，難免出現(xiàn)紕漏鸳碧，如有問(wèn)題還請(qǐng)不吝賜教盾鳞。
