1.1 函数式编程

在数学中,函数就是有输入量、输出量的一套计算方案,也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言,面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”,而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么,而不是以什么形式做

面向对象的思想:

  1. 做一件事情,找一个能解决这个事情的对象,调用对象的方法,完成事情.

函数式编程思想:

只要能获取到结果,谁去做的,怎么做的都不重要,重视的是结果,不重视过程

1.2 冗余的Runnable代码

传统写法

当需要启动一个线程去完成任务时,通常会通过java.lang.Runnable接口来定义任务内容,并使用java.lang.Thread类来启动该线程。代码如下:

public class Demo01Runnable {
    public static void main(String[] args) {
        // 匿名内部类
        Runnable task = new Runnable() {
            @Override
            public void run() { // 覆盖重写抽象方法
                System.out.println("多线程任务执行!");
            }
        };
        new Thread(task).start(); // 启动线程
    }
}

本着“一切皆对象”的思想,这种做法是无可厚非的:首先创建一个Runnable接口的匿名内部类对象来指定任务内容,再将其交给一个线程来启动。

代码分析

对于Runnable的匿名内部类用法,可以分析出几点内容:

  • Thread类需要Runnable接口作为参数,其中的抽象run方法是用来指定线程任务内容的核心;
  • 为了指定run的方法体,不得不需要Runnable接口的实现类;
  • 为了省去定义一个RunnableImpl实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
  • 必须覆盖重写抽象run方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍,且不能写错;
  • 而实际上,似乎只有方法体才是关键所在

1.3 编程思想转换

做什么,而不是怎么做

我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗?不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是:将run方法体内的代码传递给Thread类知晓。

传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。那,有没有更加简单的办法?如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上,就会发现只要能够更好地达到目的,过程与形式其实并不重要。

在JDK1.8 中 加入了 Lambda表达式

1.4 体验Lambda的更优写法

借助Java 8的全新语法,上述Runnable接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效:

            //使用Lambda表达式,实现多线程
        new Thread(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"新线程创建了");
        }).start();

这段代码和刚才的执行效果是完全一样的,可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出:我们启动了一个线程,而线程任务的内容以一种更加简洁的形式被指定。

不再有“不得不创建接口对象”的束缚,不再有“抽象方法覆盖重写”的负担,就是这么简单!

1.5 回顾匿名内部类

Lambda是怎样击败面向对象的?在上例中,核心代码其实只是如下所示的内容:

() -> System.out.println("多线程任务执行!")

为了理解Lambda的语义,我们需要从传统的代码起步。

使用实现类

要启动一个线程,需要创建一个Thread类的对象并调用start方法。而为了指定线程执行的内容,需要调用Thread类的构造方法:

  • public Thread(Runnable target)

为了获取Runnable接口的实现对象,可以为该接口定义一个实现类RunnableImpl

public class RunnableImpl implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("多线程任务执行!");
    }
}

然后创建该实现类的对象作为Thread类的构造参数:

public class Demo03ThreadInitParam {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable task = new RunnableImpl();
        new Thread(task).start();
    }
}

使用匿名内部类

这个RunnableImpl类只是为了实现Runnable接口而存在的,而且仅被使用了唯一一次,所以使用匿名内部类的语法即可省去该类的单独定义,即匿名内部类:

public class Demo04ThreadNameless {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("多线程任务执行!");
            }
        }).start();
    }
}

匿名内部类的好处与弊端

一方面,匿名内部类可以帮我们省去实现类的定义;另一方面,匿名内部类的语法——确实太复杂了!

语义分析

仔细分析该代码中的语义,Runnable接口只有一个run方法的定义:

  • public abstract void run();

即制定了一种做事情的方案(其实就是一个函数):

  • 无参数:不需要任何条件即可执行该方案。
  • 无返回值:该方案不产生任何结果。
  • 代码块(方法体):该方案的具体执行步骤。

同样的语义体现在Lambda语法中,要更加简单:

() -> System.out.println("多线程任务执行!")
  • 前面的一对小括号即run方法的参数(无),代表不需要任何条件;
  • 中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码;
  • 后面的输出语句即业务逻辑代码。

1.6 Lambda标准格式

Lambda格式由三部分组成:

  • 一些参数
  • 一个箭头
  • 一段代码

标准格式为:

(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }

格式说明:

( ) :接口中抽象方法的参数列表,没有参数就空着,有参数就写出参数,多个参数使用逗号分隔

->:传递的意思,把参数传递给方法体{}

{}:重写接口的抽象方法的方法体

1.7 练习:使用Lambda标准格式(无参无返回值)

题目

给定一个厨子Cook接口,内含唯一的抽象方法makeFood,且无参数、无返回值。如下:

public interface Cook {
    void makeFood();
}

在下面的代码中,请使用Lambda的标准格式调用invokeCook方法,打印输出“吃饭啦!”字样:

public class Demo05InvokeCook {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCook方法
    }

    private static void invokeCook(Cook cook) {
        cook.makeFood();
    }
}

解答

//调用 invokeCook方法,参数是Cook接口,传递Cook接口的匿名内部类对象
invokeCook(new Cook(){
    @Override
    public void makeFood() {
        System.out.println("吃饭了!");
    }
});

//使用Lambda表达式,简化匿名内部类
invokeCook(()->{
    System.out.println("吃饭了!");
});

1.8 练习:Lambda表达式参数和返回值

题目

需求:

需求:
    使用数组存储多个Person对象
    对数组中的Person对象使用Arrays的sort方法通过年龄进行升序排序

传统写法:

public class Person { 
    private String name;
    private int age;


// 省略构造器、toString方法与Getter Setter 

}
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Demo06Comparator {
    public static void main(String[] args) {
          // 本来年龄乱序的对象数组
        Person[] array = {
            new Person("古力娜扎", 19),
            new Person("迪丽热巴", 18),
               new Person("马尔扎哈", 20) };

      // 匿名内部类
    Comparator<Person> comp = new Comparator<Person>() {
        @Override
        public int compare(Person o1, Person o2) {
            return o1.getAge() - o2.getAge();
        }
    };
    Arrays.sort(array, comp); // 第二个参数为排序规则,即Comparator接口实例

    for (Person person : array) {
        System.out.println(person);
    }
}

}

代码分析

下面我们来搞清楚上述代码真正要做什么事情。

  • 为了排序,Arrays.sort方法需要排序规则,即Comparator接口的实例,抽象方法compare是关键;
  • 为了指定compare的方法体,不得不需要Comparator接口的实现类;
  • 为了省去定义一个ComparatorImpl实现类的麻烦,不得不使用匿名内部类;
  • 必须覆盖重写抽象compare方法,所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍,且不能写错;
  • 实际上,只有参数和方法体才是关键

Lambda写法

public class Demo01Arrays {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] arr={
                new Person("雨落",20),
                new Person("李狗蛋",19),
                new Person("哈喽",21)
        };

        //使用Lambda表达式,简化匿名内部类
        Arrays.sort(arr,(Person o1, Person o2)->{
            return o1.getAge()-o2.getAge();
        });

        //遍历数组
        for (Person p : arr) {
            System.out.println(p);
        }
    }
}

1.9 练习:Lambda Calculator

题目

给定一个计算器Calculator接口,内含抽象方法calc可以将两个int数字相加得到和值:

public interface Calculator {
    int calc(int a, int b);
}

在下面的代码中,请使用Lambda的标准格式调用invokeCalc方法,完成120和130的相加计算:

public class Demo08InvokeCalc {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO 请在此使用Lambda【标准格式】调用invokeCalc方法来计算120+130的结果ß
    }

    private static void invokeCalc(int a, int b, Calculator calculator) {
        int result = calculator.calc(a, b);
        System.out.println("结果是:" + result);
    }
}

解答

//匿名内部类
invokeCalc(120, 130, new Calculator() {
    @Override
    public int calc(int a, int b) {
        return a+b;
    }
});
//使用Lambda
invokeCalc(120,130,(int a,int b)->{
    return a+b;
});

1.10 Lambda省略格式

可推导即可省略

Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”,所以凡是可以根据上下文推导得知的信息,都可以省略。例如上例还可以使用Lambda的省略写法:

public static void main(String[] args) {
      invokeCalc(120, 130, (a, b) -> a + b);
}

省略规则

在Lambda标准格式的基础上,使用省略写法的规则为:

  1. 小括号内参数的类型可以省略;
  2. 如果小括号内有且仅有一个参,则小括号可以省略;
  3. 如果大括号内有且仅有一个语句,则无论是否有返回值,都可以省略大括号、return关键字及语句分号。

省略案例

new Thread(()->{
    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"新线程创建了");
}).start();

//优化省略Lambda
new Thread(()-> System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"新线程创建了")).start();
//一行代码,省略{}和;
invokeCook(() -> {
          System.out.println("吃饭啦!");
    });

invokeCook(()->System.out.println("吃饭了!"));

1.11 Lambda的使用前提

Lambda的语法非常简洁,完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意:

  1. 使用Lambda必须具有接口,且要求接口中有且仅有一个抽象方法
    无论是JDK内置的RunnableComparator接口还是自定义的接口,只有当接口中的抽象方法存在且唯一时,才可以使用Lambda。
  2. 使用Lambda必须具有上下文推断
    也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型,才能使用Lambda作为该接口的实例。

备注:有且仅有一个抽象方法的接口,称为“函数式接口”。