Lambda表达式原理及示例

lambda表达式

  lambda 表达式，也可称为闭包，它是推动 java 8 发布的最重要新特性。
lambda 允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中）。
使用 lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。

1. 需求分析

   创建一个新的线程，指定线程要执行的任务

    public static void main(string[] args) {
        // 开启一个新的线程
        new thread(new runnable() {
            @override
            public void run() {
                system.out.println("新线程中执行的代码 : "+thread.currentthread().getname());
            }
        }).start();
        system.out.println("主线程中的代码：" + thread.currentthread().getname());
    }

代码分析：

1. thread类需要一个runnable接口作为参数，其中的抽象方法run方法是用来指定线程任务内容的核心
2. 为了指定run方法体，不得不需要runnable的实现类
3. 为了省去定义一个runnable 的实现类，不得不使用匿名内部类
4. 必须覆盖重写抽象的run方法，所有的方法名称，方法参数，方法返回值不得不都重写一遍，而且不能出错，
5. 而实际上，我们只在乎方法体中的代码

2.lambda表达式初体验

  lambda表达式是一个匿名函数，可以理解为一段可以传递的代码

new thread(() -> { system.out.println("新线程lambda表达式..." +thread.currentthread().getname()); })
.start();
lambda表达式的优点：简化了匿名内部类的使用，语法更加简单。

  匿名内部类语法冗余，体验了lambda表达式后，发现lambda表达式是简化匿名内部类的一种方式。

3. lambda的语法规则

  lambda省去了面向对象的条条框框，lambda的标准格式由3个部分组成：

(参数类型 参数名称) -> {
代码体;
}

格式说明：

• (参数类型 参数名称):参数列表
• {代码体;} :方法体
• -> : 箭头，分割参数列表和方法体

3.1 lambda练习1

  练习无参无返回值的lambda

定义一个接口

public interface userservice {
    void show();
}

然后创建主方法使用

public class demo03lambda {

    public static void main(string[] args) {
        goshow(new userservice() {
            @override
            public void show() {
                system.out.println("show 方法执行了...");
            }
        });
        system.out.println("----------");
        goshow(() -> { system.out.println("lambda show 方法执行了..."); });
    }

    public static void goshow(userservice userservice){
        userservice.show();
    }
}

输出：

show 方法执行了...
----------
lambda show 方法执行了...

3.2 lambda练习2

   完成一个有参且有返回值得lambda表达式案例

创建一个person对象

@data
@allargsconstructor
@noargsconstructor
public class person {

    private string name;

    private integer age;

    private integer height;

}

  然后我们在list集合中保存多个person对象，然后对这些对象做根据age排序操作

    public static void main(string[] args) {
        list<person> list = new arraylist<>();
        list.add(new person("周杰伦",33,175));
        list.add(new person("刘德华",43,185));
        list.add(new person("周星驰",38,177));
        list.add(new person("郭富城",23,170));

        collections.sort(list, new comparator<person>() {
            @override
            public int compare(person o1, person o2) {
                return o1.getage()-o2.getage();
            }
        });
        for (person person : list) {
            system.out.println(person);
        }
    }

  我们发现在sort方法的第二个参数是一个comparator接口的匿名内部类，且执行的方法有参数和返回值，那么我们可以改写为lambda表达式

    public static void main(string[] args) {
        list<person> list = new arraylist<>();
        list.add(new person("周杰伦",33,175));
        list.add(new person("刘德华",43,185));
        list.add(new person("周星驰",38,177));
        list.add(new person("郭富城",23,170));

        /*collections.sort(list, new comparator<person>() {
            @override
            public int compare(person o1, person o2) {
                return o1.getage()-o2.getage();
            }
        });
        for (person person : list) {
            system.out.println(person);
        }*/
        system.out.println("------");
        collections.sort(list,(person o1,person o2) -> {
            return o1.getage() - o2.getage();
        });
        for (person person : list) {
            system.out.println(person);
        }
    }

输出结果

person(name=郭富城, age=23, height=170)
person(name=周杰伦, age=33, height=175)
person(name=周星驰, age=38, height=177)
person(name=刘德华, age=43, height=185)

4. @functionalinterface注解

  @functionalinterface是jdk8中新增加的一个函数式注解，表示该注解修饰的接口只能有一个抽象方法。

/**
 * @functionalinterface
 *    这是一个函数式注解，被该注解修饰的接口只能声明一个抽象方法
 */


@functionalinterface
public interface userservice {

    void show();

}

5. lambda表达式的原理

  匿名内部类的本质是在编译时生成一个class 文件。xxxxx$1.class

public class demo01lambda {

    public static void main(string[] args) {
        // 开启一个新的线程
        new thread(new runnable() {
            @override
            public void run() {
                system.out.println("新线程中执行的代码 : "+thread.currentthread().getname());
            }
        }).start();
        system.out.println("主线程中的代码：" + thread.currentthread().getname());
        system.out.println("---------------");
        /*new thread(() -> { system.out.println("新线程lambda表达式..." +thread.currentthread().getname()); })
                .start();*/
    }
}

  还可以通过反编译工具来查看生成的代码 xjad 工具来查看

static class demo01lambda$1
 implements runnable
{

 public void run()
 {
  system.out.println((new stringbuilder()).append("新线程中执行的代码 : " ).append(thread.currentthread().getname()).tostring());
 }

 demo01lambda$1()
 {
 }
}

  那么lambda表达式的原理是什么呢？我们也通过反编译工具来查看

  

写的有lambda表达式的class文件，我们通过xjad查看报错。这时我们可以通过jdk自带的一个工具：javap 对字节码进行反汇编操作。

javap -c -p 文件名.class

• -c:表示对代码进行反汇编
• -p:显示所有的类和成员

反汇编的结果：

e:\workspace\openclassworkspace\jdk8demo\target\classes\com\bobo\jdk\lambda>javap -c -p demo03lambda.class
compiled from "demo03lambda.java"
public class com.bobo.jdk.lambda.demo03lambda {
  public com.bobo.jdk.lambda.demo03lambda();
    code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // method java/lang/object."<init>":()v
       4: return

  public static void main(java.lang.string[]);
    code:
       0: invokedynamic #2,  0              // invokedynamic #0:show:()lcom/bobo/jdk/lambda/service/userservice;
       5: invokestatic  #3                  // method goshow:(lcom/bobo/jdk/lambda/service/userservice;)v
       8: return

  public static void goshow(com.bobo.jdk.lambda.service.userservice);
    code:
       0: aload_0
       1: invokeinterface #4,  1            // interfacemethod com/bobo/jdk/lambda/service/userservice.show:()v
       6: return

  private static void lambda$main$0();
    code:
       0: getstatic     #5                  // field java/lang/system.out:ljava/io/printstream;
       3: ldc           #6                  // string lambda show 方法执行了...
       5: invokevirtual #7                  // method java/io/printstream.println:(ljava/lang/string;)v
       8: return
}

  在这个反编译的源码中我们看到了一个静态方法 lambda$main$0()，这个方法里面做了什么事情呢？我们通过debug的方式来查看下：

上面的效果可以理解为如下：

public class demo03lambda {

    public static void main(string[] args) {
        ....
    }

    private static void lambda$main$0();
        system.out.println("lambda show 方法执行了...");
    }
}

  为了更加直观的理解这个内容，我们可以在运行的时候添加 -djdk.internal.lambda.dumpproxyclasses, 加上这个参数会将内部class码输出到一个文件中

java -djdk.internal.lambda.dumpproxyclasses 要运行的包名.类名

命令执行

e:\workspace\openclassworkspace\jdk8demo\target\classes>java -djdk.internal.lambda.dumpproxyclasses com.bobo.jdk.lambda.demo03lambda
lambda show 方法执行了...

反编译后的内容：

  可以看到这个匿名的内部类实现了userservice接口，并重写了show()方法。在show方法中调用了demo03lambda.lambda$main$0(),也就是调用了lambda中的内容。

public class demo03lambda {

    public static void main(string[] args) {
        goshow(new userservice() {
            @override
            public void show() {
                demo03lambda.lambda$main$0();
            }
        });
        system.out.println("----------");
       
    }

    public static void goshow(userservice userservice){
        userservice.show();
    }

    private static void lambda$main$0();
        system.out.println("lambda show 方法执行了...");
    }
}

小结：

匿名内部类在编译的时候会产生一个class文件。

lambda表达式在程序运行的时候会形成一个类。

1. 在类中新增了一个方法，这个方法的方法体就是lambda表达式中的代码
2. 还会形成一个匿名内部类，实现接口，重写抽象方法
3. 在接口中重写方法会调用新生成的方法

6.lambda表达式的省略写法

  在lambda表达式的标准写法基础上，可以使用省略写法的规则为：

1. 小括号内的参数类型可以省略
2. 如果小括号内有且仅有一个参数，则小括号可以省略
3. 如果大括号内有且仅有一个语句，可以同时省略大括号，return 关键字及语句分号。

public class demo05lambda {

    public static void main(string[] args) {
        gostudent((string name,integer age)->{
            return name+age+" 6666 ...";
        });
        // 省略写法
        gostudent((name,age)-> name+age+" 6666 ...");
        system.out.println("------");
        goorder((string name)->{
            system.out.println("--->" + name);
            return 666;
        });
        // 省略写法
        goorder(name -> {
            system.out.println("--->" + name);
            return 666;
        });
        goorder(name ->  666);
    }

    public static void gostudent(studentservice studentservice){
        studentservice.show("张三",22);
    }

    public static void goorder(orderservice orderservice){
        orderservice.show("李四");
    }
    
}

7.lambda表达式的使用前提

  lambda表达式的语法是非常简洁的，但是lambda表达式不是随便使用的，使用时有几个条件要特别注意

1. 方法的参数或局部变量类型必须为接口才能使用lambda
2. 接口中有且仅有一个抽象方法(@functionalinterface)

8.lambda和匿名内部类的对比

  lambda和匿名内部类的对比

 1.所需类型不一样

• 匿名内部类的类型可以是 类，抽象类，接口
• lambda表达式需要的类型必须是接口

  2.抽象方法的数量不一样

• 匿名内部类所需的接口中的抽象方法的数量是随意的
• lambda表达式所需的接口中只能有一个抽象方法

 3.实现原理不一样

• 匿名内部类是在编译后形成一个class
• lambda表达式是在程序运行的时候动态生成class

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