lambda表达式、接口组成、方法引用

1.Lambda表达式

1.1体验Lambda表达式【理解】

• 案例需求
  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

  • 实现步骤
    • 定义一个类MyRunnable实现Runnable接口，重写run()方法
    • 创建MyRunnable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

  • 匿名内部类的方式改进

• 实现方式三

  • Lambda表达式的方式改进

• 代码演示
  //方式一的线程类
  public class MyRunnable implements Runnable {

      @Override
      public void run() {
          System.out.println("多线程程序启动了");
      }
  }
  
  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

1.2Lambda表达式的标准格式【理解】

• 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

1.3Lambda表达式练习1【应用】

• 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的练习

• 操作步骤

  • 定义一个接口(Eatable)，里面定义一个抽象方法：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)
    • 一个方法是主方法，在主方法中调用useEatable方法

• 示例代码
  //接口
  public interface Eatable {
  void eat();
  }
  //实现类
  public class EatableImpl implements Eatable {
  @Override
  public void eat() {
  System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
  }
  }
  //测试类
  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("一天一苹果，医生远离我");
              }
          });
  
          //Lambda表达式
          useEatable(() -> {
              System.out.println("一天一苹果，医生远离我");
          });
      }
  
      private static void useEatable(Eatable e) {
          e.eat();
      }
  }
  

1.4Lambda表达式练习2【应用】

• 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)
    • 一个方法是主方法，在主方法中调用useFlyable方法

• 示例代码
  public interface Flyable {
  void fly(String s);
  }

  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("飞机自驾游");
              }
          });
          System.out.println("--------");
  
          //Lambda
          useFlyable((String s) -> {
              System.out.println(s);
              System.out.println("飞机自驾游");
          });
  
      }
  
      private static void useFlyable(Flyable f) {
          f.fly("风和日丽，晴空万里");
      }
  }
  

1.5Lambda表达式练习3【应用】

• 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)
    • 一个方法是主方法，在主方法中调用useAddable方法

• 示例代码
  public interface Addable {
  int add(int x,int y);
  }

  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);
      }
  }
  

1.6Lambda表达式的省略模式【应用】

• 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

• 代码演示
  public interface Addable {
  int add(int x, int y);
  }

  public interface Flyable {
      void fly(String s);
  }
  
  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);
  //        });
          //如果参数有且仅有一个，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 useFlyable(Flyable f) {
          f.fly("风和日丽，晴空万里");
      }
  
      private static void useAddable(Addable a) {
          int sum = a.add(10, 20);
          System.out.println(sum);
      }
  }
  

1.7Lambda表达式的注意事项【理解】

• 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();

1.8Lambda表达式和匿名内部类的区别【理解】

• 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

2.接口组成更新

2.1接口组成更新概述【理解】

• 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接口中默认方法【应用】

• 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接口中静态方法【应用】

• 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接口中私有方法【应用】

• 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

3.方法引用

3.1体验方法引用【理解】

• 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

• 代码演示
  public interface Printable {
  void printString(String s);
  }

  public class PrintableDemo {
      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(Printable p) {
          p.printString("爱生活爱Java");
      }
  }
  

3.2方法引用符【理解】

• 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【应用】

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

• 代码演示
  public interface Converter {
  int convert(String s);
  }

  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 number = c.convert("666");
          System.out.println(number);
      }
  }
  

• 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【应用】

引用对象的实例方法，其实就引用类中的成员方法

• 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

• 代码演示
  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);
  }
  }

  public interface Printer {
      void printUpperCase(String s);
  }
  
  public class PrinterDemo {
      public static void main(String[] args) {
  
  		//Lambda简化写法
          usePrinter(s -> System.out.println(s.toUpperCase()));
  
          //引用对象的实例方法
          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【应用】

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

• 代码演示
  public interface MyString {
  String mySubString(String s,int x,int y);
  }

  public class MyStringDemo {
      public static void main(String[] args) {
  		//Lambda简化写法
          useMyString((s,x,y) -> s.substring(x,y));
  
          //引用类的实例方法
          useMyString(String::substring);
  
      }
  
      private static void useMyString(MyString my) {
          String s = my.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【应用】

引用构造器，其实就是引用构造方法

• l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

• 代码演示
  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;
      }
  }
  
  public interface StudentBuilder {
      Student build(String name,int age);
  }
  
  public class StudentDemo {
      public static void main(String[] args) {
  
  		//Lambda简化写法
          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("林青霞", 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