[Java基础] Lambda 表达式

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目录

概述

[Lambda 表达式的基本语法](#Lambda 表达式的基本语法)

应用场景

并发编程

集合操作

事件处理

排序

函数式接口

数据处理

自定义函数式接口

总结

概述

Java 8 引入了 Lambda 表达式,这是一种简化代码、提高可读性和表达力的新特性。Lambda 表达式允许你以函数的形式传递代码块,从而实现函数式编程的一些概念。下面是对 Lambda 表达式的详细介绍以及一些实战案例。

Lambda 表达式的基本语法

Lambda 表达式的基本语法如下:

(parameters) -> expression

或者

(parameters) -> { statements; }

组件说明

  • 参数列表:可以有零个或多个参数,参数类型可以省略(编译器会根据上下文推断类型)。
  • 箭头-> 将参数列表与主体部分分开。
  • 主体 :可以是一个表达式或一个代码块。如果主体是一个表达式,则不需要使用大括号;如果是代码块,则需要使用大括号 {} 包围。

应用场景

Java Lambda 表达式在多种场景下都非常有用,可以显著提高代码的简洁性和可读性。以下是 Lambda 表达式的一些常见应用场景:

并发编程

在多线程编程中,Lambda 表达式可以简化 RunnableCallable 的实现。

示例:使用 Lambda 表达式创建线程

public class LambdaRunnableExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 传统方式
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("传统方式运行线程");
            }
        }).start();

        // 使用 Lambda 表达式
        new Thread(() -> {
            System.out.println("使用 Lambda 表达式运行线程");
        }).start();
    }
}

集合操作

Lambda 表达式与 Stream API 结合使用,可以高效地处理集合数据。

示例:使用 Stream API 过滤和转换列表

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");
        names.add("David");

        // 使用 Stream API 过滤并转换列表
        List<String> upperCaseNames = names.stream()
                .filter(name -> name.length() > 3)
                .map(String::toUpperCase)
                .collect(Collectors.toList());

        System.out.println("过滤并转换后的列表: " + upperCaseNames);  // 输出: [ALICE, CHARLIE, DAVID]
    }
}

事件处理

在图形用户界面(GUI)编程中,Lambda 表达式可以简化事件处理器的实现。

示例:使用 Lambda 表达式处理按钮点击事件

import javax.swing.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

public class LambdaEventExample {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame frame = new JFrame("Lambda Event Example");
        JButton button = new JButton("Click me");

        // 传统方式
        button.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                System.out.println("传统方式处理点击事件");
            }
        });

        // 使用 Lambda 表达式
        button.addActionListener(e -> System.out.println("使用 Lambda 表达式处理点击事件"));

        frame.add(button);
        frame.setSize(300, 200);
        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        frame.setVisible(true);
    }
}

排序

Lambda 表达式可以简化 Comparator 的实现,用于对集合进行排序。

示例:使用 Lambda 表达式实现 Comparator

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class LambdaComparatorExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

        // 传统方式
        names.sort(new java.util.Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String s1, String s2) {
                return s1.compareTo(s2);
            }
        });
        System.out.println("传统方式排序: " + names);

        // 使用 Lambda 表达式
        names.sort((s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
        System.out.println("使用 Lambda 表达式排序: " + names);
    }
}

函数式接口

Lambda 表达式可以实现函数式接口,如 FunctionPredicateConsumerSupplier 等。

示例:使用 Lambda 表达式实现 Function

import java.util.function.Function;

public class LambdaFunctionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个 Function,将字符串转换为大写
        Function<String, String> toUpperCase = s -> s.toUpperCase();

        // 使用 Function
        String result = toUpperCase.apply("hello world");
        System.out.println(result);  // 输出: HELLO WORLD
    }
}

数据处理

Lambda 表达式可以用于数据处理任务,如过滤、映射和归约操作。

示例:使用 Stream API 进行数据处理

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

public class DataProcessingExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

        // 找到第一个偶数
        Optional<Integer> firstEven = numbers.stream()
                .filter(n -> n % 2 == 0)
                .findFirst();

        firstEven.ifPresent(System.out::println);  // 输出: 2

        // 计算所有偶数的平方和
        int sumOfSquares = numbers.stream()
                .filter(n -> n % 2 == 0)
                .map(n -> n * n)
                .reduce(0, Integer::sum);

        System.out.println("偶数的平方和: " + sumOfSquares);  // 输出: 220
    }
}

自定义函数式接口

你可以定义自己的函数式接口,并使用 Lambda 表达式实现它们。

示例:自定义函数式接口

@FunctionalInterface
interface MyFunction {
    int apply(int x, int y);
}

public class CustomFunctionExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个 Lambda 表达式
        MyFunction add = (x, y) -> x + y;

        // 使用 Lambda 表达式
        int result = add.apply(5, 3);
        System.out.println("5 + 3 = " + result);  // 输出: 5 + 3 = 8
    }
}

总结

Lambda 表达式在多种场景下都非常有用,可以简化代码、提高可读性和表达力。通过上述示例,你可以看到 Lambda 表达式在并发编程、集合操作、事件处理、排序、函数式接口、数据处理和自定义函数式接口等场景中的应用。希望这些示例能帮助你更好地理解和使用 Lambda 表达式。

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