Java学习笔记之Lamdba表达式 接口 方法引用

0x00 概述

本文涉及Java知识点有Lambda表达式，接口的组成，接口中的默认方法，接口中的静态方法，接口中的私有方法，方法引用

0x01 Lambda表达式

1.1 Lambda表达式介绍

需求：启动一个线程，在控制台输出一句话：多线程程序启动了

实现方式一：

　　步骤：

　　　　定义一个类MyRunnable实现Runnable接口，重写run方法()

　　　　创建Runnable类的对象

　　　　创建Thread类的对象，把MyRunnable的对象作为构造参数传递

　　　　启动线程

实现方式二：

　　内明内部类的方式改进

实现方式三：

　　Lambda表达式的方式改进

示例

package LambdaDemo;

public class MyRunnable implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("多线程启动了");
    }
}

package LambdaDemo;

public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        // 方式一
        MyRunnable my = new MyRunnable();
        Thread t = new Thread(my);
        t.start();

         */

        /*
        // 方式二
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("多线程程序启动了");
            }
        }).start();

         */

        // 方式三
        new Thread( () -> {
            System.out.println("多线程程序启动了");
        }).start();
    }
}

• 函数式编程思想概述

　　　　函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法：“强调做什么，而不是以什么形式去做”

　　　　而我们要学习的Lambda表达式就是函数式思想的体现

1.2 Lambda表达式的标准格式

• 格式

 　　(形式参数)  ->  {代码块}

 　　　　形式参数：如果有多个参数，参数之间用逗号隔开，如果没有参数，留空即可

　　 　　-> : 由英文中画线和大于符号组成，固定写法，代表指向动作

　　　　代码块： 是我们具体要做的事情，也就是以前我们写的方法体内容　　

• 组成Lambda表达式的三要素

　　　　形式参数，箭头，代码块

1.3 Lambda表达式练习1

• Lambda表达式的使用前提

　　　　有一个接口

　　　　接口中有且仅有一个抽象方法

• 练习描述

　　　　无参无返回值抽象方法练习

• 操作步骤

　　　　定义一个接口(Eatable)，里面定一个抽象方法：void eat();

　　　　定义一个测试类(EatableDemo)，在测试类中提供两个方法

　　　　　　一个方法是： useEatable(Eatable e)

　　　　　　另一个方式是主方法，在主方法中调用useEatable方法

示例

package EatableDemo;

public interface Eatable {
    void eat();
}

package EatableDemo;

public class EatableImpl implements Eatable{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("One apple one day, keep doctor away.");
    }
}

package EatableDemo;

public class EatableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 在主方法中调用useEatable方法
        Eatable e = new EatableImpl();

        useEatable(e);

        // 匿名内部类
        useEatable(new Eatable() {
            @Override
            public void eat() {
                System.out.println("One apple one day, keep doctor away");
            }
        });

        // Lambda表达式
        useEatable( () -> {
            System.out.println("One apple one day, keep doctor away");
        });
    }

    private static void useEatable(Eatable e) {
        e.eat();
    }
}

  

1.4 Lambda表达式练习2

• 练习描述：有参无返回值抽象方法的练习
   
• 操作步骤：

　　　　定义一个接口(Flyable),里面定义一个抽象方法：void fly(String s);

　　　　定义一个测试类(FlyableDemo)，在测试类中提供两个方法

　　　　　　一个方法是：useFlyable(Flyable f)

　　　　　　另一个方法是主方法，在主方法中调用useFlyable方法

示例

package FlyDemo;

public interface Flyable {
    void fly(String s);
}

package FlyDemo;

public class FlyableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 在主方法中调用useFlyable方法
        // 匿名内部类
        useFlyable(new Flyable() {
            @Override
            public void fly(String s) {
                System.out.println(s);
                System.out.println("大鹏展翅");
            }
        });

        System.out.println("----------------");

        // Lambda
        useFlyable((String s) -> {
            System.out.println(s);
            System.out.println("疑是银河落九天");
        });
    }

    private static void useFlyable(Flyable f) {
        f.fly("扶摇直上九万里");
    }
}

1.5 Lambda表达式练习3

• 练习描述：有参有返回值抽象方法的练习
• 操作步骤：

　　　　定义一个接口(Addable，里面定义一个抽象方法： int add(int x, int y);

　　　　定义一个测试类(AddableDemo), 在测试类中提供两个方法

　　　　　　一个方法是：useAddable(Addable a)

　　　　　　另一个方法是主方法，在主方法内调用useAddable方法

示例

package AddableDemo;

public interface Addable {
    int add(int x, int y);
}

package AddableDemo;

public class AddableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 在主方法中调用useAddable方法
        useAddable((int x, int y) -> {
            return x + y;
        });

    }

    private static void useAddable(Addable a) {
        int sum = a.add(10, 20);
        System.out.println(sum);
    }

}

1.6 Lambda表达式的省略模式

•  省略的规则

　　　　参数类型可以省略。但是有多个参数的情况下，不能只省略一个

　　　　如果参数有且仅有一个，那么小括号可以省略

　　　　如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，和return关键字

示例

package LambdaDemo2;

public interface Addable {
    int add(int x, int y);
}

package LambdaDemo2;

public interface Flyable {
    void fly(String s);
}

package LambdaDemo2;

public class LambdaDemo {
    public static void main(String[] args) {
        useAddable((int x, int y) -> {
            return x + y;
        });

        // 参数的类型可以省略
        useAddable((x, y) -> {
            return x + y;
        });

        useFlyable((String s) -> {
            System.out.println(s);
        });

        // 如果参数有且有一个，那么小括号可以省略
        useFlyable(s -> {
            System.out.println(s);
        });

        // 如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号
        useFlyable(s -> System.out.println(s));

        // 如果代码块的语句只有一条，可以省略大括号和分号，如果有return，return也要省略掉
        useAddable((x, y) -> x + y);

    }

    private static void useAddable(Addable a) {
        int sum = a.add(10, 20);
        System.out.println(sum);
    }

    private static void useFlyable(Flyable f) {
        f.fly("扶摇直上九万里");
    }

}

1.7 Lambda表达式的注意事项

• 使用Lambda必须要有接口，并且要求接口中有且仅有一个抽象方法
• 必须有上下文环境，才能推导出Lambda对应的接口

　　　　根据局部变量的赋值得知Lambda对应的接口

　　　　　　Runnable r = () -> System.out.println("Lambda表达式");

　　　　根据调用方法的参数得知Lambda对应的接口

　　　　　　new Thread(() -> System.out.println("Lambda表达式")).start();

1.8 Lambda表达式和匿名内部类的区别

• 所需类型不同

　　　　匿名内部类：可以是接口，也可以是抽象类，还可以是具体类

　　　　Lambda表达式：只能是接口

• 使用限制不同

　　　　如果接口中有且仅有一个抽象方法，可以使用Lambda表达式，也可以使用匿名内部类

　　　　如果接口中多于一个抽象方法，只能使用匿名内部类，而不能使用Lambda表达式

• 实现原理不同

　　　　匿名内部类：编译之后，产生一个单独的.class字节码文件

　　　　Lambda表达式：编译之后，没有一个单独的.class字节码文件。对应的字节码会在运行的时候动态生成

0x02 接口组成

2.1 接口组成更新概述

• 常量

　　　　public static final

• 抽象方法

　　　　public abstract

• 默认方法(Java 8)
• 静态方法(Java 8)
• 私有方法(Java 9)

2.2 接口中的默认方法

• 格式

　　　　public default 返回值类型 方法名(参数列表) { }

• 范例

public default void show3() {

}

• 注意事项

　　　　默认方法不是抽象方法，所以不强制被重写。但是可以被重写，重写的时候去掉default关键字

　　　　public可以省略，default不能省略

2.3 接口中的静态方法

• 格式

　　　　public static 返回值类型 方法名(参数列表) { }

• 范例

public static void show() { 

}

• 注意事项

　　　　静态方法只能通过接口名调用，不能通过实现类名或者对象名调用

　　　　public可以省略，static不能省略

2.4 接口中的私有方法

• 私有方法产生原因

　　　　Java 9中新增了带方法体的私有方法，这其实在Java 8中就埋下了伏笔：

　　　　Java 8允许在接口中定义带方法体的 默认方法和静态方法。

　　　　这样可能就会引发一个问题：当两个默认方法或者静态方法中包含一段相同的代码实 现时，程序必然考虑将这段实现代码抽取成一个共性方法，

　　　　而这个共性方法是不需要让别人使用的，因此用 私有给隐藏起来，这就是Java 9增加私有方法的必然性 

• 定义格式

　　　　格式1

　　　　　　private 返回值类型 方法名(参数列表) { }

　　　　范例1

private void show() { }

　　　　格式2

　　　　　　private static 返回值类型 方法名(参数列表) { }

　　　　范例2

private static void method() { 

}

• 注意事项

　　　　默认方法可以调用私有的静态方法和非静态方法

　　　　静态方法只能调用私有的静态方法

0x03 方法引用

3.1 体验方法引用

• 方法引用的出现原因

　　　　在使用Lambda表达式的时候，我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案：拿参数做操作 那么考虑一种情况：

　　　　如果我们在Lambda中所指定的操作方案，已经有地方存在相同方案，那是否还有必要再写重复逻辑呢？答案肯定是没有必要

　　　　那我们又是如何使用已经存在的方案的呢？ 这就是我们要讲解的方法引用，我们是通过方法引用来使用已经存在的方案 

示例

package PrintDemo2;

public class PrintDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 在主方法中调用usePrintable方法
        usePrintable((String s) -> {
            System.out.println(s);
        });

        // Lambda简化写法
        usePrintable(s -> System.out.println(s));

        // 方法引用
        usePrintable(System.out::println);

    }

    private static void usePrintable(Printtable p) {
        p.printString("Industrial Java Coding");
    }
}

3.2 方法引用符

• 方法引用符

　　　　:: 该符号为引用运算符，而它所在的表达式被称为方法引用

• 推导与省略

　　　　如果使用Lambda，那么根据“可推导就是可省略”的原则，无需指定参数类型，也无需指定的重载形式，

　　　　它们都将被自动推导 如果使用方法引用，也是同样可以根据上下文进行推导

　　　　方法引用是Lambda的孪生兄弟

3.3 引用类方法

引用类方法，其实就是引用类的静态方法

• 格式

　　　　类名::静态方法

• 范例

　　　　Integer::parseInt

　　　　Integer类的方法：public static int parseInt(String s) 将此String转换为int类型数据

• 练习描述

　　　　定义一个接口(Converter)，里面定义一个抽象方法 int convert(String s);

　　　　定义一个测试类(ConverterDemo)，在测试类中提供两个方法

　　　　　　一个方法是：useConverter(Converter c)

　　　　　　一个方法是主方法，在主方法中调用useConverter方法

示例

package ConverterDemo;

public class ConverterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // lambda写法
        useConverter(s -> Integer.parseInt(s));

        // 引用类方法
        useConverter(Integer::parseInt);
    }

    private static void useConverter(Converter c) {
        int num = c.convert("6666");
        System.out.println(num);
    }
}

• 使用说明

　　　　Lambda表达式被类方法替代的时候，它的形式参数全部传递给静态方法作为参数

3.4 引用对象的实例方法

• 格式

　　　　对象::成员方法

• 范例

　　　　"HelloWorld"::toUpperCase

　　　　String类中的方法：public String toUpperCase() 将此String所有字符转换为大写

• 练习描述

　　　　定义一个类(PrintString)，里面定义一个方法

　　　　　　public void printUpper(String s)：把字符串参数变成大写的数据，然后在控制台输出

　　　　定义一个接口(Printer)，里面定义一个抽象方法

　　　　　　void printUpperCase(String s)

　　　　定义一个测试类(PrinterDemo)，在测试类中提供两个方法

　　　　　　一个方法是：usePrinter(Printer p)

　　　　　　一个方法是主方法，在主方法中调用usePrinter方法

示例

package PrintDemo;

public class PrintString {
    // 把字符串参数变成大写的数据，然后在控制台输出
    public void printUpper(String s) {
        String result = s.toUpperCase();
        System.out.println(result);
    }
}

package PrintDemo;

public interface Printer {
    void printUpperCase(String s);
}

package PrintDemo;

public class PrintDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Lambda简化写法
        usePrinter(s -> System.out.println(s.toUpperCase()));

        // 引用对象的示例方法
        PrintString ps = new PrintString();
        usePrinter(ps::printUpper);
    }

    private static void usePrinter(Printer p) {
        p.printUpperCase("HelloWorld");
    }
}

• 使用说明

　　　　Lambda表达式被对象的实例方法替代的时候，它的形式参数全部传递给该方法作为参数 

3.5 引用类的实例方法

引用类的实例方法，其实就是引用类中的成员方法

• 格式

　　　　类名::成员方法

• 范例

　　　　String::substring

　　　　public String substring(int beginIndex,int endIndex)

　　　　从beginIndex开始到endIndex结束，截取字符串。返回一个子串，子串的长度为endIndex-beginIndex

• 练习描述

　　　　定义一个接口(MyString)，里面定义一个抽象方法：

　　　　　　String mySubString(String s,int x,int y);

　　　　定义一个测试类(MyStringDemo)，在测试类中提供两个方法

　　　　　　一个方法是：useMyString(MyString my)

　　　　　　一个方法是主方法，在主方法中调用useMyString方法

示例 

package MyStringDemo;

public interface MyString {
    String mySubString(String s, int x, int y);
}

package MyStringDemo;

public class MyStringDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Lambda简化写法
        useMyString((s, x, y) -> s.substring(x, y));

        // 引用类的示例方法
        useMyString(String::substring);
    }

    private static void useMyString(MyString ms) {
        String s = ms.mySubString("HelloWorld", 2, 5);
        System.out.println(s);
    }
}　

• 使用说明

　　　　Lambda表达式被类的实例方法替代的时候 第一个参数作为调用者 后面的参数全部传递给该方法作为参数

3.6 引用构造器

引用构造器，其实就是引用构造方法

• 格式

　　　　类名::new

• 范例

　　　　Student::new

• 练习描述

　　　　定义一个类(Student)，里面有两个成员变量(name,age)，并提供无参构造方法和带参构造方法，以及成员变量对应的get和set方法

　　　　定义一个接口(StudentBuilder)，里面定义一个抽象方法

　　　　　　Student build(String name,int age);

　　　　定义一个测试类(StudentDemo)，在测试类中提供两个方法

　　　　　　一个方法是：useStudentBuilder(StudentBuilder s) 　

　　　　　　一个方法是主方法，在主方法中调用useStudentBuilder方法

示例

package StudentDemo;

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

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

package StudentDemo;

public interface StudentBuilder {
    Student build(String name, int age);
}

package StudentDemo;

public class StudentDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Lambda简化方法
        useStudentBuilder((name, age) -> new Student(name, age));

        // 引用构造器
        useStudentBuilder(Student::new);

    }

    private static void useStudentBuilder(StudentBuilder sb) {
        Student s = sb.build("Alice", 30);
        System.out.println(s.getName() + ", " + s.getAge());
    }

}

• 使用说明

　　　　Lambda表达式被构造器替代的时候，它的形式参数全部传递给构造器作为参数