【精通函数式编程】(三)Lambda表达式原理与函数式接口精讲

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小明的混沌之路 发表于 2022/07/31 13:45:51 2022/07/31
【摘要】 本文讲解lambda表达式语法、语义,讲解函数式接口是什么,作用是什么,Lambda表达式的编译原理,以及Java8及高版本的函数式接口Consumer、Function 、Predicate,将会在工作中大量用到


前言:

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本文导读

​本文先通过语法讲解-》引出函数式接口-》Lambda原理解析-》函数式接口精讲,逐步深入

一、Lambda表达式语法精讲lambda是什么?

我们通过前面两篇文章,了解lambda表达式可以理解为一种简洁可传递的匿名函数,没有名称只有->,有参数列表函数的大括号{}(函数主体),还可以有返回值,可传递理解为可以作为参数传递给方法或存储在变量中。

如图是使用lambda表达式,排序代码的语法解析

Lambda表达式是不能直接使用 System.out.println 打印的 ,可以看到报了 “参数不匹配; *** 不是函数接口”,那什么是函数式接口?

二、函数式接口

函数式接口简单来说就是,只有一个抽象(abstract)方法的接口( interface),注如果我们只有一个抽象接口,但是有多个默认实现的方法,拿还是函数式接口

用函数式接口我们能做什么?Lambda表达式 说是类似匿名内部类,所以提供的这个抽象方法是作为函数式接口的实例的,可以理解为,Lambda表达式是 函数式接口的一个实现。

    run0(() -> {
        System.out.println("执行run()内部逻辑");
    });

    // 由于Runnable中只定义了一个 抽象的 run() 方法,所以run方法就是一个函数式接口
    void run0(Runnable r) {
        r.run();
    }

这段代码很好的诠释了,什么是函数式接口,函数式接口怎么用lambda实现。

三、Lambda表达式原理解析

上面代码经过编译后, .class中共有三个方法,一个默认构造方法,一个main方法,还多了一个我们没有定义过的方法: lambdamain0()显然,这个方法就是lambda表达式内逻辑操作方法,它是一个static的方法。那么,这个lambdamain0()方法是怎么被调用的呢?

我们通过对java命令指定选项查看底层详细的编译过程:Java在编译时,首先,在实现类的内部,将Lambda表达式,抽取出来作为一个static方法lambdamain0();,然后对Lambda.class(final类)做了默认实现 $Lambda1.class,接下来,执行实现类的main()方法时,就会对lambda表达式利用实现类中的print()方法运行,最后将结果返回并打印。这就是Lambda表达式的底层运行逻辑。如图是上述代码的 .class文件

四、函数式接口详解

就Runnable来说,JavaAPI中实际上给我们提供了很多 函数式接口(例如Runnable、Callable、Comparator),只不过我们很少提及这个概念,Java8及后面高版本中有很多新的函数式接口,例如 Consumer、Function 、Predicate

Predicate:提供了一个test的抽象方法,如果你的lambda表达式,是想返回一个boolean,那可以用这个方法接收 

代码实例如下:

Predicate<OrderInfo> non = orderInfo -> orderInfo.getOrderAmt().compareTo(BigDecimal.valueOf(100)) > 0;

for (OrderInfo orderInfo : orderList)
        if (non.test(orderInfo)) { }

Consumer:该接口定义个一个 accept的抽象方法,没有返回值(void),可以接收任意对象,并对这个对象执行操作


    run(orderInfoList, orderInfo -> { System.out.println("落库"); });

    static void run(List<OrderInfo> orderInfoList, Consumer<OrderInfo> consumer) {
        for (OrderInfo orderInfo : orderInfoList)
            consumer.accept(orderInfo);
    }

Function:接口定义了 apply的,接收任意对象,返回任意对象,使用的时候可以将输入对象的信息映射到输出


    List<CouponInfo> build = build(orderInfoList, orderInfo -> new CouponInfo(orderInfo));
    System.out.println(build.get(0).toString());

    /**
     * 通过订单信息,构件订单使用的优惠信息
     */
    public static List<CouponInfo> build(List<OrderInfo> orderInfoList, Function<OrderInfo, CouponInfo> function) {
        System.out.println("构件CouponInfo");
        List<CouponInfo> couponInfos = new ArrayList<>(orderInfoList.size());
        for (OrderInfo orderInfo : orderInfoList) {
            couponInfos.add(function.apply(orderInfo));
        }
        return couponInfos;
    }

    // 输出:构件CouponInfo  > CouponInfo{orderId='***', orderAmt=***}

小结

本文讲解lambda表达式语法、语义,讲解函数式接口是什么,作用是什么,Lambda表达式的编译原理,以及Java8及高版本的函数式接口Consumer、Function 、Predicate,将会在工作中大量用到

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