java 优雅的使用lambda表达式和闭包

java 1.8 加入了lambda的语法,使用lambda语法糖可以让我们的代码更简洁优雅,写起来更爽。
下面看个例子感受一下 :
这个例子中实现student集合的排序和循环输出


public class Lambda {
    @Getter
    @Setter
    @AllArgsConstructor
    static class Student{
        String name;
        Integer age;

        @Override
        public String toString() {
            return "Student{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> list = Arrays.asList(
                new Student("a",10)
                ,new Student("b",30)
                ,new Student("c",15)
                ,new Student("d",20));
        //排序
        list.sort((x,y)->x.getAge()-y.getAge());
        //循环输出       
        list.forEach(System.out::println);
}

上面的代码实现了student对象集合的排序和循环输出。
是不是相比普通的写法简洁了许多。

lambda代替了什么

我们知道lambda是一种语法糖,那么我们简写了什么呢?

   list.sort((x,y)->x.getAge()-y.getAge());//排序

比如上面这行代码,sort的参数是一个Comparator类型的对象

 default void sort(Comparator<? super E> c) 

Comparator是一个接口,其中只有一个方法需要被实现,就是compare方法。所以实际上我们是写了一个内部类

int compare(T o1, T o2);
内部类

那么如果是没有lambda之前是什么样呢,我们看一下:

    list.sort((x,y)->x.getAge()-y.getAge());//lambda
    list.sort(new Comparator<Student>() {//内部类
            @Override
            public int compare(Student o1, Student o2) {
                return o1.getAge()-o2.getAge();
            }
     });

可以看出lambda的强大了吧,写起来就是爽。
在jdk中一般可以用lambda简写的接口都会有@FunctionalInterface注解。
我们也可以称之为函数。
一个标准的lambda由下面的结构构成

(参数,参数)->{
方法体
return 返回值
}

简化结构

  • 参数支持类型推导,所以我们不必写参数的类型
  • 当大于等于两个参数时要用括号包起来,一个参数则不用
  • 如果方法体内只有一行代码,可以省略花括号。并且如果有返回值,那么会将这一行代码的结果作为返回值
//定义函数
@FunctionalInterface
interface  fun<T>{
        int f(T t);
 }
//通过函数获取age
public int getAgeByFun(Student student,fun<Student> fun){
        return fun.f(student);
 }
//函数fun要求 输入T 返回一个int
//我们来实现一个从student对象获取年龄的fun函数
//完整结构
fun<Student> fun = (student -> {
            return student.getAge();
        });
//简写
fun<Student> fun2 =s ->s.getAge();

继续简写

上面的例子如果使用编辑器,会提示可以优化语法。然后回变成这个样子。

  fun<Student> fun3 = Student::getAge;

什么情况可以简写呢

lambda表达式的参数只有一个
当书写的方法体中,只调用一个方法,并且方法的参数列表和lambda的参数列表一致。
当lambda需要返回值时,方法的返回值和lambda的返回值一致

书写的格式为 调用对象::调用方法

静态方法

比如上面的sort,我们定义一个静态方法,然后就可以这样用了

public  static int staticM(Student Student){
       return student.getAge();
 }
//这里 调用对象::调用方法
//调用对象是类 Lambda  调用方法静态方法是 staticM
 fun<Student> fun = Lambda::staticM; 

前面的 list.forEach(System.out::println);也是一样的用法。

调用对象的方法
public int NotstaticM(Student Student){
       return student.getAge();
 }
//我们可以使用对象::方法
Lambda lambda = new Lambda();
fun<Student> fun = lambda::NotstaticM;
//如果在对象的方法内也可以使用this
fun<Student> fun2 = this::NotstaticM;
调用参数本身的方法
//调用参数的方法时,因为lambda的参数已经被我们省略掉了
//所以用参数的类型::方法名
 fun<Student> fun3 = Student::getAge;

java8提供的Function

//stream 对集合操作非常方便
 List<Integer> collect = list.stream().
                sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge)) //排序
                .peek(System.out::println) //输出
                .map(Student::getAge)//转成age int类型集合
                .collect(Collectors.toList());//收集起来
 //Optional 对 null判断的优化
 Student none = null;
 Optional.ofNullable(none)
      .ifPresent(System.out::println);//当对象不为空时才执行此表达式
//map 的如果没有就添加
//如果这个key没有值。就调用函数创建一个对象,put进去并返回
 Map<String, Student> map = new HashMap<>();
 Student student = map.computeIfAbsent("aaa", k -> new Student("aaa", 1));

还有更多就不一一列举
像一些策略模式,状态机等设计模式都可以用函数的思想来编写。

闭包

闭包的概念
函数可以访问函数外部的变量,并且与它建立联系,可以修改变量和读取到外部对变量的修改

首先lambda表达式可以使用表达式外的变量,但要求使用的变量是final的,(逻辑上要求,并不强制要求final修饰)

    @FunctionalInterface
    interface fun {
        void f();
    }

    @Setter
    @Getter
    @AllArgsConstructor
    static class MyInter{
        Integer i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 1;
        fun fun = ()->System.out.println(a);
        //a=2;
    }

我们使用了变量a,这是没问题的。
但是如果我们再加一行 a =2; 那么就会编译报错,如果我们在lambda里面修改了a也是不行的。
java编译时已经强制要求lambda使用的变量不可修改了,所以final关键字不是必须的。
不能修改那么就达不成闭包的条件。

哪有什么办法可以修改呢

答案是用一个对象包起来

    @FunctionalInterface
    interface fun {
        void f();
    }

    @Setter
    @Getter
    @AllArgsConstructor
    static class MyInter{
        Integer i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        MyInter inter = new MyInter(1);
        fun fun = ()->inter.setI(2);
        fun.f();
       System.out.println("lambda修改后:"+inter.getI());
        inter.setI(3);
        System.out.println("直接修改后:"+inter.getI());
    }

我们用一个MyInter对象把变量a封装起来。不修改MyInter对象,而修改它的属性,这样就可以实现了。
输出为

lambda修改后:2
直接修改修改后:3

这就达成了闭包的条件.

闭包的价值

举个栗子:打印给定数量的 斐波那契数列
用闭包实现的例子:


    @FunctionalInterface
    interface fun {
        int f();
    }

    @Setter
    @Getter
    @AllArgsConstructor
    static class MyInter {
        Integer i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        print(10);
    }

    public static void print(int n) {
        MyInter last = new MyInter(0);
        MyInter next = new MyInter(1);
        fun fun = () -> {
            int r = next.getI();
            int i = last.getI() + next.getI();
            last.setI(next.getI());
            next.setI(i);
            return r;
        };
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            System.out.println(fun.f());
        }
    }

使用闭包就是这么简单。当然实际写的还是挺多的也不咋优雅,使用调方法的方式也可以实现。如果是其它语言会更简洁。
比如go:

func main() {
    n:=10
    last, next := 0, 1
    f := func() int {
        last, next = next, (last + next)
        return last
    }
    for i := 0; i < n; i++ {
        fmt.Println(f())
    }
}

差距好大,希望java能多学习学习其它语言的优势。

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