java8之如何使用lambda表达式

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在上一篇文章中介绍了lambda表达式的语法，引入了lambda表达式的使用场景，以及使用lambda 表达式的好处。我们将在这篇文章中，已实例讲解如何定义和使用lambda表达式，以及与其它语言相比，lambda表达式在Java中的特殊规范。

使用匿名内部类的例子

首先明确一点，在Java8出现之前，lambda表达式能够做到的，使用内部类也能做到,lambda表达式只是简化了编程。
下面的例子是从列表中根据条件挑选出读者。

定义TantanitReader:

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public class TantanitReader {
    private int age;
    private String loginName;
    private String realName;
    private String career;

    public TantanitReader() {
    }

    public TantanitReader(int age, String loginName, String realName, String career) {
        this.age = age;
        this.loginName = loginName;
        this.realName = realName;
        this.career = career;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getLoginName() {
        return loginName;
    }

    public void setLoginName(String loginName) {
        this.loginName = loginName;
    }

    public String getRealName() {
        return realName;
    }

    public void setRealName(String realName) {
        this.realName = realName;
    }

    public String getCareer() {
        return career;
    }

    public void setCareer(String career) {
        this.career = career;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "age:"+this.getAge()+",loginName:"+this.loginName
        +",realName:"+this.getRealName()+",career:"+this.getCareer();
    }
}

定义判断的接口：

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public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
}

定义选择函数：

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public class SelectService<T> {
    public List<T> select(Collection<T> source, Predicate<T> predicate){
        List result = new LinkedList();
        for(T element:source){
            if (predicate.test(element)) {
                result.add(element);
            }
        }
        return result;
    }

}

编写测试用的例子，分别选择成年读者和十多岁（包括10岁）的读者：

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public class TantanitReaderPredicateTest {


    public static void main(String[] args) {
        SelectService tantanitReaderSelectSerive
        =new SelectService<TantanitReader>();
        List<TantanitReader> source = new LinkedList<>();
        source.add( new TantanitReader(10,"jack","张三","学生"));
        source.add(new TantanitReader(18,"rose","李四","学生"));
        source.add(new TantanitReader(19,"mike","王五","程序员"));
        source.add(new TantanitReader(20,"jack","赵六","作家"));

        List<TantanitReader> audultReaders
        =tantanitReaderSelectSerive.select(source, new Predicate() {
            @Override
            public boolean test(Object o) {
               TantanitReader tantanitReader=(TantanitReader)o;
               return tantanitReader.getAge()>=18;
            }
        });
        System.out.println("tantanit.com成年读者名单如下：");
        printTantanitReaders(audultReaders);

        System.out.println("tantanit.com 十多岁（包含10岁）成员如下：");
        List<TantanitReader> teenReaders
        =tantanitReaderSelectSerive.select(source, new Predicate() {
            @Override
            public boolean test(Object o) {
                TantanitReader tantanitReader=(TantanitReader)o;
                return tantanitReader.getAge()>=10 && tantanitReader.getAge()<=19;
            }
        });
        printTantanitReaders(teenReaders);
    }


    public static void printTantanitReaders(List<TantanitReader> tantanitReaders) {
        for (TantanitReader tantanitReader : tantanitReaders) {
            System.out.println(tantanitReader.toString());
        }
    }


}

执行后，打印结果如下：

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tantanit.com成员读者名单如下：
age:18,loginName:rose,realName:李四,career:学生
age:19,loginName:mike,realName:王五,career:程序员
age:20,loginName:jack,realName:赵六,career:作家
tantanit.com 十多岁（包含10岁）成员如下：
age:10,loginName:jack,realName:张三,career:学生
age:18,loginName:rose,realName:李四,career:学生
age:19,loginName:mike,realName:王五,career:程序员

可以看到，两次选择读者，都需要new Predicate()，并且重写(Override)test方法，而真正的差异其实只在于判断语句：

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tantanitReader.getAge()>=18

和

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tantanitReader.getAge()>=10 && tantanitReader.getAge()<=19

但是在Java8之前，由于没有lambda表达式，只能忍受这种冗余。如何用lambda表达式来简化代码呢？

为了照顾Java开发人员既有的编程习惯，与其它语言不同，Java8在设计lambda表达式的使用机制时，规定仍然需要使用接口，并且要求所使用的接口必须是函数式接口，在这个例子中，我们仍然可以使用：

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public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
}

因为这个接口只有一个抽象方法（java8引入了default方法，default方法有具体实现，不算抽象方法），所以它是函数式接口（functional interface）。函数式接口可以加上@FunctionalInterface声明，也可以不加。但是加上之后，编译器在编译阶段就会检查这个接口是否符合函数式接口的定义，所以这里我们定义一个新的接口，并且加上@FunctionalInterface声明：

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@FunctionalInterface
public interface PredicateFunction<T> {
    boolean test(T t);
}

并且给SelectService添加一个以PredicateFunction为参数的方法：

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public List<T> select(Collection<T> source, PredicateFunction<T> predicate){
    List result = new LinkedList();
    for(T element:source){
        if (predicate.test(element)) {
            result.add(element);
        }
    }
    return result;
}

再修改测试的例子：

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public class TantanitReaderPredicateFunctionTest {

    public static void main(String[] args) {
        SelectService tantanitReaderSelectSerive
        =new SelectService<TantanitReader>();
        List<TantanitReader> source = new LinkedList<>();
        source.add( new TantanitReader(10,"jack","张三","学生"));
        source.add(new TantanitReader(18,"rose","李四","学生"));
        source.add(new TantanitReader(19,"mike","王五","程序员"));
        source.add(new TantanitReader(20,"jack","赵六","作家"));

        PredicateFunction<TantanitReader> predicateFunction
         = (TantanitReader tantanitReader) -> tantanitReader.getAge() >= 18;
        List<TantanitReader> audultReaders
        =tantanitReaderSelectSerive.select(source,predicateFunction);

        System.out.println("tantanit.com成员读者名单如下：");
        printTantanitReaders(audultReaders);

        System.out.println("tantanit.com 十多岁（包含10岁）成员如下：");
        PredicateFunction<TantanitReader> predicateFunction2
        = (TantanitReader tantanitReader)
        -> tantanitReader.getAge()>=10 && tantanitReader.getAge()<=19;
        List<TantanitReader> teenReaders
        =tantanitReaderSelectSerive.select(source,predicateFunction2);
        printTantanitReaders(teenReaders);
    }


    public static void printTantanitReaders(List<TantanitReader> tantanitReaders) {
        for (TantanitReader tantanitReader : tantanitReaders) {
            System.out.println(tantanitReader.toString());
        }
    }

}

下面我们分析一下这段代码是如何生效的：

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PredicateFunction<TantanitReader> predicateFunction
 = (TantanitReader tantanitReader) -> tantanitReader.getAge() >= 18;
List<TantanitReader> audultReaders
=tantanitReaderSelectSerive.select(source,predicateFunction);

这段代码，生成了一个PredicateFunction类型的实例，并且将该实例的引用作为参数传给tantanitReaderSelectSerive的select方法，并且执行select方法。select在执行过程中，调用predicateFunction的test方法，而test方法的内容就是我们传入的lambda表达式，最终按照lambda表达式，选择出读者。

再进一步，一般可以不定义predicateFunction这个变量，而直接将lambda表达式作为参数传给tantanitReaderSelectSerive的select方法，像这样：

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List<TantanitReader> audultReaders
=tantanitReaderSelectSerive.select(
  source,(TantanitReader tantanitReader) -> tantanitReader.getAge() >= 18
);

但是这个例子，实际上会报编译错误，说TantanitReader和tantanitReaderSelectSerive的select方法的定义不匹配，因为select方法使用的是泛型。java8的文档确实是规定了在使用泛型的情况下，不能直接将lambda表达式作为参数，这个挺无语的。如果不使用泛型的，没有这个问题。

小结

下面总结一下如何使用lambda表达式

  1. 首先，定义一个函数式接口（functional interface），并且在接口中定义需要使用的抽象方法。
  2. 编写业务方法，并且以该函数式接口作为参数，并且调用该接口定义的方法，完成业务逻辑。
  3. 调用业务方法，并且将lambda表达式作为参数传入。

如果使用了泛型，最后一步改为先定义一个函数式接口的实例的引用，再作为参数传给业务方法。

此外，lambda表达式还可以继续简化为函数引用，将在后面的文章中讲解。

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