Java8 實戰學習 — Lambda 表達式

上一章，我們學習了參數化代碼的實現方法，這個邏輯的推導對我自己來說還是蠻有意義的，因為這將對我以后的代碼編輯產生影響。

這一節我們繼續學習，我們將學習 Lambda 表達式的具體使用。

Lambda 概述：

可以把Lambda表達式理解為簡潔地表示可傳遞的匿名函數的一種方式：它沒有名稱，但它有參數列表、函數主體、返回類型，可能還有一個可以拋出的異常列表。這個定義夠大的，讓我們慢慢道來。

Lambda 的主要特點就是需要我們寫的東西很少，但是構建 Lambda 的過程是需要思考的，以前看到一個接口或者一個抽象類，我們第一反應是 new Function(){...} ，但是有了 Lambda 以后我們需要重新思考，以便于我們代碼更加便于閱讀和減少代碼的書寫。

Lambda 的標準形式：

書中通過構建一個 Comparator 對象來給我們舉例說明如果替換原來的匿名內部類寫法。我們都知道實現一個 Comparator 的方法：

    Comparator<Apple> byWeight = new Comparator<Apple>() {
        public int compare(Apple a1, Apple a2) {
            return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
        }
    };

我們可以使用 Comparator 的方法為：

Comparator<Apple> byWeight = (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

這看起來并沒有難度，閱讀起來是我有兩個蘋果對象,拿參數 a1,a2 作為比較對象，第一個蘋果的重量和第二個蘋果的重量比較，并返回比較結果（0代表相同，大于0的數代表a1重量大于a2重量，小于0則相反）。

請注意你基本上只傳遞了比較兩個蘋果重量所真正需要的代碼。看起來就像是只傳遞了compare方法的主體。

書中給出了上述解釋，之后給出語法通用表示：

(parameters) -> expression 即（參數）-> 方法實現適合單個語句

(parameters) -> { statements; } （參數）-> {方法實現;} 適合多語句

注意：

使用第一種方式不可出現 ； 若方法實現即 Lambda 主體如果有多個語句，就必須使用{;}
書中 (String s) -> s.length() 這個例子的后邊說了一句話當時對我造成了不少困惑：

第一個Lambda表達式具有一個String類型的參數并返回一個 int 。 Lambda沒有 return 語句，因為已經隱含了return

這說明的意思說如果是第一種表達方式或者第二種表達方式的返回void 都屬于 return 類型可以推敲的時候，可以不寫 return ，并不能說 Lambda 沒有 return。

哪里可以使用 Lambda

Lambda表達式允許你直接以內聯的形式為函數式接口的抽象方法提供實現，并把 整個表達式作為函數式接口的實例 （具體說來，是函數式接口一個具體實現的實例）。你用匿名內部類也可以完成同樣的事情，只不過比較笨拙：需要提供一個實現，然后再直接內聯將它實例化。

這里有兩個概念：

函數式接口：函數式接口就是只定義一個抽象方法的接口
Lambda 是函數式接口的抽象方法的實現，但它可以作為整個接口的一個具體實例。

厲害了我的哥，第二點難理解，但這又恰恰是讀懂 Lambda 表達式的必須需要理解的地方。

舉一個栗子：

// 需要調用函數式接口的方法
public static void process(Runnable r) {
    r.run();
}

// 之前的調用方法
Runnable r1 = new Runnable() {
   public void run() {
       System.out.println("Hello World 2");
   }
};
process(r1);

// Lambda 表達方法
process(() -> System.out.println("Hello World 3"));

相信如果有之前實現的方法作比較，我們會很好明白，但是如果你擋住上邊的實現，去看下邊的 lambda 我相信好多人跟我一樣懵逼。這是什么鬼？雖然我知道結果會是 Hello World 3 ，但是這究竟是什么？

思路是這樣的：

process 方法只接受 Runnable 的具體實現類
Lambda 可以作為函數式接口的一個實現實例
() -> System.out.println("Hello World 3") 應該就是 Runnable 的一個具體實現。
Lambda 是函數式接口的抽象方法的實現，也就是這句話同時也是 run() 方法的具體實現，run方法不需要參數，所以箭頭前邊為一個空的 ()。() -> void代表了參數列表為空，且返回void的函數。

這充分說明 Lambda 寫得少想得多的特點。但是我們也發現了他的一個優點就是「簡單易讀」，我們看到這句話第一個反應就是：它將打印出 Hello World 3 。

方法簽名

Java 方法簽名：java 的方法簽名由 全類名.方法名(形參數據類型列表)返回值數據類型 決定,在方法存在重載的時候，方法返回值沒有什么意義，是由方法名和參數列表決定的。

Lambda 表達式的簽名：函數式接口的抽象方法的簽名基本上就是Lambda表達式的簽名。

書中舉了個錯誤的例子：ApplePredicate<Apple> p = (Apple a) -> a.getWeight();
因為之前我們定義的時候：

public interface ApplePredicate{ boolean test (Apple apple); }

我們可以看到，函數式接口 ApplePredicate test 的方法簽名中，返回值為 boolean 但是錯誤代碼中返回了int值，所以方法簽名不同。

動手實現一個 Lambda 付諸實踐

動手練習：將下列代買轉化為 Lambda 實現：

   public static String proccessFile() throws IOException {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader((new FileReader("data.txt")))) {
            return br.readLine();
        }
    }

行為參數化

實際操作中我們可能需要對文件進行不同的操作，比如讀取兩行，讀取最后一行。所以我們要將 proccessFile () 方法 對文件進行不同操作的行為，進行參數化。

我們期待的結果是通過 processFile 拿到文件的讀取結果，具體怎么讀取應該由接口的抽象方法具體實現，所以 processFile 的行為就是如何操作文件，我們需要將他參數化。
使用函數接口來傳遞行為

為了之后我們能夠使用 Lambda 來實現這個功能，我們需要創建一個函數式接口。對于初學者來說這點應該是最難得，我們應該如何創建這個函數式接口。
1. 明確任務條件：讀取文件需要一個文件的讀取流這里假定是字符流 BufferReader
2. 明確任務結果：返回讀取的結果，應該是一個 String
即 BufferReader -> String 的過程

```
interface BufferedReaderProcessor {
        String process(BufferedReader bufferedReader);
}
```

執行一個行為
執行這個行為將需要用到 processFile 方法了，該方法參數為函數式接口 BufferedReaderProcessor ，用該接口的是實例來進行文件操作，具體怎么操作由該實例決定：
```
  public static String processFile(BufferedReaderProcessor p) throws IOException {
    try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
        return p.process(br);
    }
}
```

改為 Lambda 形式完成 process 的具體實現

通過之前的學習，我們知道了一個重要的概念就是 Lambda 可以作為，Lambda 是函數式接口的抽象方法的實現，但它可以作為整個接口的一個具體實例。。
1. 需要實現這個接口的具體方法
2. 整體作為實例傳遞給 processFile
假設我們現在需要完成一讀取文章前兩行的操作：
1. (parameters) -> expression
```
(BufferReader br) -> br.readLine()+br.readLine();
```
2. (parameters) -> { statements; }
```
 String readline = proccessFile((BufferedReader br) -> {
     //readLine 方法會有警告 ，之后會學習如何處理 lambda 中的警告 這里重點在于 lambda 的實現。
                String line1 = br.readLine();
                String line2 = br.readLine();
                return line1 + line2;
            });
```

類型檢查

Lambda 可以作為函數式接口生成一個實例。然而，Lambda 表達式本身并不包含它在實現哪個函數式接口的信息

正如我們文章開頭提到的那樣，Lambda 本身并沒有什么意義，只有結合上下文，更通俗的說是等號左邊的內容，才是我們最終想要的 函數式接口具體實現 對象。

Lambda的類型是從使用Lambda的上下文推斷出來的。

這里的上下文包括：方法簽名（參數，返回值），以及使用這個 Lambda 的方法的參數類型。

List<Apple> heavierThan150g = filter(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150);

這個例子還是延續第一篇中的那個篩選蘋果的例子，書中給出了很好的解讀這里就不多贅述直接上圖：

看到這里我只能說這本書翻譯的太好了。

依次類推我們看地方代碼的時候如果它使用了 Lambda 方式書寫代碼，我們可以通過以下方式來找到這個 Lambda 的含義：

找到使用 Lambda 函數式參數方法的方法定義。
查看Lambda 所需要實例化的抽象接口的內唯一的一個抽象方法的方法簽名（這里是 T -> boolen）
檢查 Lambda 表達式是否滿足這個抽象方法的方法簽名即可。

聰明的人可能發現了貓膩，我們可能好多的函數式接口的抽象方法的方法簽名都是 T -> boolen,那么 Lambda 的使用會不會出現問題？

事實上，同一個 Lambda 表達式，如果 Lambda 表達式的方法簽名 = 函數式接口的抽象方法接口 那么這個這個 Lambda 就是有效的。

這就需要在我們書寫或者閱讀的時候必須結合上下文，而 JVM 需要做的事情更多，但具體原理并不影響我們使用，所以就先不探討。

類型推斷

之前說過 Lambda 表達式還可以繼續簡單化代碼，剛才我們學習了類型檢查，相同的 Lambda 表達式可以匹配不同的函數接口，JVM 可以根據我們使用 Lambda 表達式的上下文來決定匹配什么樣的函數接口來接收此表達式。

如果這個 Lambda 的目標類型是可以推斷出來的，而參數類型也只有一種的時候，我們可以省略參數的類型：

List<Apple> greenApples = filter(inventory, a -> "green".equals(a.getColor()));

Lambda表達式有多個參數，代碼可讀性的好處就更為明顯,以下兩個方式是等價的。

Comparator<Apple> c = (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

Comparator<Apple> c = (a1, a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

書中也給了我們提醒，有的時候沒有類型推斷的 Lambda 表達式更易讀，有時候去掉看起來更好。
需要我們自己去選擇。

至此我們已經成功完成了一次lambda 的實踐過程。通過學習我的體會就是想要 lambda 的學習還是需要多加練習。否則總會處在放下課本就忘得狀態。至此我們學習完了，課本的3.3章的內容。而之后將會介紹一個新的概念叫「方法引用」，它將會使代碼更加簡潔，但是同時也帶來了更大的挑戰，一起來加油吧。

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Java8 實戰學習「Lambda 表達式」

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Lambda 的標準形式：

哪里可以使用 Lambda

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