Lambda表达式超详细总结

article/2025/10/4 2:06:38

文章目录

    • 1. 什么是Lambda表达式
    • 2. 为什么使用Lambda表达式
    • 3. Lambda表达式语法
    • 4. 函数式接口
      • 4.1 什么是函数式接口
      • 4.2 自定义函数式接口
      • 4.3 Java内置函数式接口
    • 5. 方法引用
    • 6. 构造器引用
    • 7. 数组引用
    • 8. Lambda表达式的作用域
      • 8.1 访问局部变量
      • 8.2 访问局部引用，静态变量，实例变量
      • 8.3 Lambda表达式访问局部变量作限制的原因
    • 9. Lambda表达式的优缺点

1. 什么是Lambda表达式

Lambda表达式，也可称为闭包。类似于JavaScript中的闭包，它是推动Java8发布的最重要的新特性。

2. 为什么使用Lambda表达式

我们可以把Lambda表达式理解为一段可以传递的代码（将代码像数据一样进行传递）。Lambda允许把函数作为一个方法的参数，使用Lambda表达式可以写出更简洁、更灵活的代码，而其作为一种更紧凑的代码风格，使Java的语言表达能力得到了提升。

一个简单示例：

分别使用成员内部类、局部内部类、静态内部类、匿名内部类方式实现Runnable的run()方法并创建和启动线程,如下所示:

public class LambdaDemo {/*** 成员内部类*/class MyThread01 implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("成员内部类：用Lambda语法创建线程吧!");}}/*** 静态内部类*/static class MyThread02 implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("静态内部类：对啊，用Lambda语法创建线程吧!");}}public static void main(String[] args) {/*** 局部内部类*/class MyThread03 implements Runnable{@Overridepublic void run() {System.out.println("局部内部类：用Lambda语法创建线程吧!");}}/*** 匿名内部类*/Runnable runnable = new Runnable(){@Overridepublic void run() {System.out.println("匿名内部类：求求你，用Lambda语法创建线程吧!");}};//成员内部类方式LambdaDemo lambdaDemo = new LambdaDemo();MyThread01 myThread01 =lambdaDemo.new MyThread01();new Thread(myThread01).start();//静态内部类方式MyThread02 myThread02 = new MyThread02();new Thread(myThread02).start();//局部内部类MyThread03 myThread03 = new MyThread03();new Thread(myThread03).start();//匿名内部类的方式new Thread(runnable).start();}
}

执行结果：
在这里插入图片描述

可以看到上面创建方式，代码量都不少，使用Lambda表达式实现，如下所示：

 //Lambda方式
new Thread(() -> System.out.println("使用Lambda就对了")).start();

可以看到代码明显简洁了许多。
在这里插入图片描述

3. Lambda表达式语法

Lambda表达式在Java语言中引入了一个操作符**“->”**，该操作符被称为Lambda操作符或箭头操作符。它将Lambda分为两个部分：

  • 左侧：指定了Lambda表达式需要的所有参数
  • 右侧：制定了Lambda体，即Lambda表达式要执行的功能。

像这样：

(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }

以下是lambda表达式的重要特征:

  • 可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。
  • 可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但无参数或多个参数需要定义圆括号。
  • 可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。
  • 可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定明表达式返回了一个数值。

下面对每个语法格式的特征进行举例说明：

(1)语法格式一：无参，无返回值，Lambda体只需一条语句。如下：

  @Testpublic void test01(){Runnable runnable=()-> System.out.println("Runnable 运行");runnable.run();//结果：Runnable 运行}

(2)语法格式二：Lambda需要一个参数，无返回值。如下：

  @Testpublic void test02(){Consumer<String> consumer=(x)-> System.out.println(x);consumer.accept("Hello Consumer");//结果：Hello Consumer}

(3)语法格式三：Lambda只需要一个参数时，参数的小括号可以省略，如下：

  public void test02(){Consumer<String> consumer=x-> System.out.println(x);consumer.accept("Hello Consumer");//结果：Hello Consumer}

(4)语法格式四：Lambda需要两个参数，并且Lambda体中有多条语句。

  @Testpublic void test04(){Comparator<Integer> com=(x, y)->{System.out.println("函数式接口");return Integer.compare(x,y);};System.out.println(com.compare(2,4));//结果：-1}

（5）语法格式五：有两个以上参数，有返回值，若Lambda体中只有一条语句，return和大括号都可以省略不写

  @Testpublic void test05(){Comparator<Integer> com=(x, y)-> Integer.compare(x,y);System.out.println(com.compare(4,2));//结果：1}

(6)Lambda表达式的参数列表的数据类型可以省略不写，因为JVM可以通过上下文推断出数据类型，即“类型推断”

  @Testpublic void test06(){Comparator<Integer> com=(Integer x, Integer y)-> Integer.compare(x,y);System.out.println(com.compare(4,2));//结果：1}

类型推断：在执行javac编译程序时，JVM根据程序的上下文推断出了参数的类型。Lambda表达式依赖于上下文环境。

语法背诵口诀：左右遇一括号省，左侧推断类型省，能省则省。

4. 函数式接口

4.1 什么是函数式接口

==只包含一个抽象方法的接口，就称为函数式接口。==我们可以通过Lambda表达式来创建该接口的实现对象。
我们可以在任意函数式接口上使用@FunctionalInterface注解，这样做可以用于检测它是否是一个函数式接口，同时javadoc也会包含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。

4.2 自定义函数式接口

按照函数式接口的定义，自定义一个函数式接口，如下：

@FunctionalInterface
public interface MyFuncInterf<T> {public T getValue(String origin);
}

定义一个方法将函数式接口作为方法参数。

  public String toLowerString(MyFuncInterf<String> mf,String origin){return mf.getValue(origin);}

将Lambda表达式实现的接口作为参数传递。

  public void test07(){String value=toLowerString((str)->{return str.toLowerCase();},"ABC");System.out.println(value);//结果ABC}

4.3 Java内置函数式接口

四大核心函数式接口的介绍，如图所示：
在这里插入图片描述
使用示例：
1.Consumer:消费型接口 void accept(T t)

  public void makeMoney(Integer money, Consumer<Integer> consumer){consumer.accept(money);}@Testpublic void test01(){makeMoney(100,t-> System.out.println("今天赚了"+t));//结果：今天赚了100}

2.Supplier：供给型接口 T get()

  /*** 产生指定的整数集合放到集合中* Iterable接口的forEach方法的定义：方法中使用到了Consumer消费型接口，*     default void forEach(Consumer<? super T> action) {*         Objects.requireNonNull(action);*         for (T t : this) {*             action.accept(t);*         }*     }*/@Testpublic void test02(){List list = addNumInList(10, () -> (int) (Math.random() * 100));list.forEach(t-> System.out.println(t));}public List addNumInList(int size, Supplier<Integer> supplier){List<Integer> list=new ArrayList();for (int i = 0; i < size; i++) {list.add(supplier.get());}return list;}

3.Function<T,R>:函数型接口 R apply(T t)

 /*** * 使用函数式接口处理字符串。*/public String handleStr(String s,Function<String,String> f){return f.apply(s);}@Testpublic void test03(){System.out.println(handleStr("abc",(String s)->s.toUpperCase()));}//结果：ABC

4.Predicate:断言型接口 boolean test(T t)

  /***  自定义条件过滤字符串集合*/@Testpublic void test04(){List<String> strings = Arrays.asList("啊啊啊", "2333", "666", "?????????");List<String> stringList = filterStr(strings, (s) -> s.length() > 3);for (String s : stringList) {System.out.println(s);}}public List<String> filterStr(List<String> list, Predicate<String> predicate){ArrayList result = new ArrayList();for (int i = 0; i < list.size(); i++) {if (predicate.test(list.get(i))){result.add(list.get(i));}}return result;}

其他接口的定义，如图所示：
在这里插入图片描述

5. 方法引用

当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，就可以使用方法引用！（实现抽象方法的参数列表，必须与方法引用的参数列表一致，方法的返回值也必须一致，即方法的签名一致）。方法引用可以理解为方法引用是Lambda表达式的另外一种表现形式。
方法引用的语法：使用操作符“::”将对象或类和方法名分隔开。
方法引用的使用情况共分为以下三种：

  • 对象::实例方法名
  • 类::静态方法名
  • 类::实例方法名

使用示例：
1.对象::实例方法名

  /***PrintStream中的println方法定义 *     public void println(String x) {*         synchronized (this) {*             print(x);*             newLine();*         }*     }*///对象::实例方法名@Testpublic void test1(){PrintStream out = System.out;Consumer<String> consumer=out::println;consumer.accept("hello");}
  1. 类::静态方法名
    /*** Integer类中的静态方法compare的定义：*     public static int compare(int x, int y) {*         return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);*     }*/@Testpublic void test2(){Comparator<Integer> comparable=(x,y)->Integer.compare(x,y);//使用方法引用实现相同效果Comparator<Integer> integerComparable=Integer::compare;System.out.println(integerComparable.compare(4,2));//结果：1System.out.println(comparable.compare(4,2));//结果：1}

3.类::实例方法名

  @Testpublic void test3(){BiPredicate<String,String> bp=(x,y)->x.equals(y);//使用方法引用实现相同效果BiPredicate<String,String> bp2=String::equals;System.out.println(bp.test("1","2"));//结果：falseSystem.out.println(bp.test("1","2"));//结果：false}

6. 构造器引用

格式：类名::new
与函数式接口相结合，自动与函数式接口中方法兼容，可以把构造器引用赋值给定义的方法。需要注意构造器参数列表要与接口中抽象方法的参数列表一致。使用示例：
创建一个实体类Employee：

public class Employee {private Integer id;private String name;private Integer age;@Overridepublic String toString() {return "Employee{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}public Employee(){}public Employee(Integer id) {this.id = id;}public Employee(Integer id, Integer age) {this.id = id;this.age = age;}public Employee(int id, String name, int age) {this.id = id;this.name = name;this.age = age;}
}

使用构造器引用与函数式接口相结合

  @Testpublic void test01(){//引用无参构造器Supplier<Employee> supplier=Employee::new;System.out.println(supplier.get());//引用有参构造器Function<Integer,Employee> function=Employee::new;System.out.println(function.apply(21));BiFunction<Integer,Integer,Employee> biFunction=Employee::new;System.out.println(biFunction.apply(8,24));}输出结果：Employee{id=null, name='null', age=null}Employee{id=21, name='null', age=null}Employee{id=8, name='null', age=24}

7. 数组引用

数组引用的格式：type[]:new
使用示例：

  @Testpublic void test02(){Function<Integer,String[]> function=String[]::new;String[] apply = function.apply(10);System.out.println(apply.length);//结果：10}

8. Lambda表达式的作用域

Lambda表达式可以看作是匿名内部类实例化的对象，Lambda表达式对变量的访问限制和匿名内部类一样，因此Lambda表达式可以访问局部变量、局部引用，静态变量，实例变量。

8.1 访问局部变量

在Lambda表达式中规定只能引用标记了final的外层局部变量。我们不能在lambda 内部修改定义在域外的局部变量，否则会编译错误。

public class TestFinalVariable {interface VarTestInterface{Integer change(String str);}public static void main(String[] args) {//局部变量不使用final修饰Integer tempInt = 1;VarTestInterface var = (str -> Integer.valueOf(str+tempInt));//再次修改,不符合隐式final定义tempInt =2;Integer str =var.change("111") ;System.out.println(str);}
}

上面代码会出现编译错误，出现如下提示：
在这里插入图片描述

特殊情况下，局部变量也可以不用声明为 final，但是必须不可被后面的代码修改（即隐性的具有 final 的语义）

例如上面的代码确保Lambda表达式后局部变量后面不做修改，就可以成功啦！

public class TestFinalVariable {interface VarTestInterface{Integer change(String str);}public static void main(String[] args) {//局部变量不使用final修饰Integer tempInt = 1;VarTestInterface var = (str -> Integer.valueOf(str+tempInt));Integer str =var.change("111") ;System.out.println(str);}
}

8.2 访问局部引用，静态变量，实例变量

Lambda表达式不限制访问局部引用变量，静态变量，实例变量。代码测试都可正常执行，代码：

public class LambdaScopeTest {/*** 静态变量*/private static String staticVar;/*** 实例变量*/private String instanceVar;@FunctionalInterfaceinterface VarChangeInterface{Integer change(String str);}/*** 测试引用变量*/private void  testReferenceVar(){ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("111");//访问外部引用局部引用变量VarChangeInterface varChangeInterface = ((str) -> Integer.valueOf(list.get(0)));//修改局部引用变量list.set(0,"222");Integer str =varChangeInterface.change("");System.out.println(str);}/*** 测试静态变量*/void testStaticVar(){staticVar="222";VarChangeInterface varChangeInterface = (str -> Integer.valueOf(str+staticVar));staticVar="333";Integer str =varChangeInterface.change("111") ;System.out.println(str);}/*** 测试实例变量*/void testInstanceVar(){instanceVar="222";VarChangeInterface varChangeInterface = (str -> Integer.valueOf(str+instanceVar));instanceVar="333";Integer str =varChangeInterface.change("111") ;System.out.println(str);}public static void main(String[] args) {new LambdaScopeTest().testReferenceVar();new LambdaScopeTest().testStaticVar();new LambdaScopeTest().testInstanceVar();}
}

在这里插入图片描述

Lambda表达式里不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。

//编程报错Integer tempInt = 1;VarTestInterface varTest01 = (tempInt -> Integer.valueOf(tempInt));VarTestInterface varTest02 = (str -> {Integer tempInt = 1;Integer.valueOf(str);});

8.3 Lambda表达式访问局部变量作限制的原因

Lambda表达式不能访问非final修饰的局部变量的原因是，局部变量是保存在栈帧中的。而在Java的线程模型中，栈帧中的局部变量是线程私有的，如果允许Lambda表达式访问到栈帧中的变量地址（可改变的局部变量），则会可能导致线程私有的数据被并发访问，造成线程不安全问题。

基于上述，对于引用类型的局部变量，因为Java是值传递，又因为引用类型的指向内容是保存在堆中，是线程共享的，因此Lambda表达式中可以修改引用类型的局部变量的内容，而不能修改该变量的引用。

对于基本数据类型的变量，在 Lambda表达式中只是获取到该变量的副本，且局部变量是线程私有的，因此无法知道其他线程对该变量的修改，如果该变量不做final修饰，会造成数据不同步的问题。

但是实例变量，静态变量不作限制，因为实例变量，静态变量是保存在堆中(Java8之后)，而堆是线程共享的。在Lambda表达式内部是可以知道实例变量，静态变量的变化。

9. Lambda表达式的优缺点

  • 优点：
  1. 使代码更简洁，紧凑
  2. 可以使用并行流来并行处理，充分利用多核CPU的优势
    有利于JIT编译器对代码进行优化
  • 缺点：
  1. 非并行计算情况下，其计算速度没有比传统的 for 循环快
  2. 不容易调试
  3. 若其他程序员没有学过 Lambda 表达式，代码不容易看懂

在Stream操作中使用lambda表达式：Java8新特性Stream的使用总结

笔记总结自：尚硅谷的视频教程-【Java8新特性】
参考：
1.Java 8 Lambda 表达式
2.Lambda-让人又爱又恨的“->"
推荐阅读：聊聊Java 8 Lambda 表达式


http://chatgpt.dhexx.cn/article/AoC4AVsT.shtml

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