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集合及数据结构第十三节（下）———— 枚举与Lambda表达式

article 2024/11/14 21:01:52

系列文章目录

集合及数据结构第十三节（下）———— 枚举与Lambda表达式

枚举与枚举的使用

  1. 什么是C语言
  2. 数据类型
  3. 变量、常量
  4. 字符串+转义字符+注释
  5. 选择语句
  6. 循环语句
  7. 函数
  8. 数组
  9. 操作符
  10. 常见关键字
  11. define 定义常量和宏
  12. 指针
  13. 结构体

文章目录

  • 系列文章目录
    • 集合及数据结构第十三节（下）———— 枚举与Lambda表达式
  • 一、枚举的使用？
    • 1.背景及定义
    • 2.使用（ * * * ）
      • switch语句
      • Enum 类的常用方法
    • 3.枚举优点缺点
    • 4.枚举和反射
      • 枚举是否可以通过反射，拿到实例对象呢？
  • 二、Lambda表达式
    • 1 背景
      • Lambda表达式的语法
      • 函数式接口
    • 2.Lambda表达式的基本使用
      • 语法精简
    • 3.变量捕获
      • 匿名内部类
      • 匿名内部类的变量捕获
      • Lambda的变量捕获
    • 4.Lambda在集合当中的使用
      • Collection接口
      • List接口
      • Map接口
    • 5.总结

一、枚举的使用？

1.背景及定义

枚举是在JDK1.5以后引入的。主要用途是：将一组常量组织起来，在这之前表示一组常量通常使用定义常量的方式

public static final int RED = 1;
public static final int GREEN = 2; 
public static final int BLACK = 3;

但是常量举例有不好的地方，例如：可能碰巧有个数字1，但是他有可能误会为是RED，现在可以直接用枚举来进行组织，这样一来，就拥有了类型，枚举类型。而不是普通的整形1

public enum TestEnum {
	RED,BLACK,GREEN;
}

优点：将常量组织起来统一进行管理
场景：错误状态码，消息类型，颜色的划分，状态机等等…
本质：是 java.lang.Enum 的子类，也就是说，自己写的枚举类，就算没有显示的继承 Enum ，但是其默认继承了这个类。

2.使用（ * * * ）

switch语句

public enum TestEnum {//枚举类
    //枚举对象
    RED,GREEN,BLACK;

    public static void main(String[] args) {
        TestEnum color = RED;
        switch (color){
            case RED:
                System.out.println("RED");
                break;
            case GREEN:
                System.out.println("GREEN");
                break;
            case BLACK:
                System.out.println("BLACK");
                break;
            default:
                System.out.println("error");
                break;
        }
    }
}

在这里插入图片描述

Enum 类的常用方法

方法名称描述
values()以数组形式返回枚举类型的所有成员
ordinal()获取枚举成员的索引位置
valueOf()将普通字符串转换为枚举实例
compareTo()比较两个枚举成员在定义时的顺序

注意：这些方法都是继承于枚举类Enum而来的
示例：

public enum TestEnum {//枚举类
    //枚举对象
    RED,GREEN,BLACK;

    public static void main(String[] args) {
        //以数组形式返回枚举类型的所有成员
      TestEnum[] testEnums =  TestEnum.values();
        for (int i = 0; i < testEnums.length; i++) {
            System.out.print(testEnums[i] + " ");
            System.out.println(testEnums[i].ordinal());//获取枚举成员的索引位置
        }

        //将普通字符串转换为枚举实例
        TestEnum ret = TestEnum.valueOf("RED");
        System.out.println(ret);

        //比较两个枚举成员在定义时的顺序
        System.out.println(RED.compareTo(GREEN));//比后面的小就会返回一个小于0的数字
    }

在这里插入图片描述

public enum TestEnum {//枚举类
    //枚举对象
    RED(1,"红色"),GREEN(2,"绿色"),BLACK(3,"黑色");
    private int ordinal;
    private String color;
        //1、当枚举对象有参数后，需要提供相应的构造函数
    // 2、枚举的构造函数默认是私有的 这个一定要记住
    TestEnum(int ordinal,String color){//枚举当中的构造方法默认是私有的
        this.ordinal = ordinal;
        this.color = color;
    }
    public static TestEnum getEnumKey (int ordinal) {
        for (TestEnum t: TestEnum.values()) {
            if(t.ordinal == ordinal) {
                return t;
            }
        }
        return null;
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getEnumKey(2));
    }

在这里插入图片描述

3.枚举优点缺点

优点：

  1. 枚举常量更简单安全 。
  2. 枚举具有内置方法 ，代码更优雅
    缺点：
  3. 不可继承，无法扩展

4.枚举和反射

枚举是否可以通过反射，拿到实例对象呢？

我们刚刚在反射里边看到了，任何一个类，哪怕其构造方法是私有的，也可以通过反射拿到他的实例对象，那么枚举的构造方法也是私有的，是否可以拿到呢？接下来，来实验一下：
同样利用上述提供的枚举类来进行举例：

package demo1;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Test {
    public static void func() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class<?> c1 = Class.forName("demo1.TestEnum");//拿到一个class对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
        constructor.setAccessible(true);//设置为true后可修改访问权限

        TestEnum testEnum =  (TestEnum)constructor.newInstance(6,"黄色");
        System.out.println(testEnum);
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        func();
    }
}

在这里插入图片描述

异常信息是： java.lang.NoSuchMethodException: TestEnum.(java.lang.String, int) ,什么
意思是：就是没有对应的构造方法，提供的枚举的构造方法就是两个参数分别是 String 和 int问题出现在哪里呢？之前讲到过，所有的枚举类，都是默认继承与 java.lang.Enum ,继承了父类除构造函数外的所有东西，并且子类要帮助父类进行构造！上面写的类，并没有帮助父类构造！那意思是，要在自己的枚举类里面，提供super吗？不是的，枚举比较特殊，虽然我们写的是两个，但是默认他还添加了两个参数，哪两个参数呢？看一下Enum类的源码

protected Enum(String name, int ordinal) {
	this.name = name;
	this.ordinal = ordinal;
}

也就是说，自己的构造函数有两个参数一个是String一个是int，同时他默认后边还会给两个参数，一个是String一个是int。也就是说，这里正确给的是4个参数

public static void func() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class<?> c1 = Class.forName("demo1.TestEnum");//拿到一个class对象
        Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class,String.class);//前面两个是构造给父类的
        constructor.setAccessible(true);//设置为true后可修改访问权限

        TestEnum testEnum =  (TestEnum)constructor.newInstance("白色",9,6,"黄色");
        System.out.println(testEnum);
    }

此时运行程序结果是：
在这里插入图片描述
居然还报错了，此时的异常信息显示是：newInstance() 报错了！没错，问题就是这里，来看一下这个方法的源码，为什么会抛出
java.lang.IllegalArgumentException: 异常呢？
在这里插入图片描述
是的，枚举在这里被过滤了，你不能通过反射获取枚举类的实例！

二、Lambda表达式

1 背景

Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。 lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。 Lambda 表达式（Lambda expression），基于数学中的λ演算得名，也可称为闭包（Closure） 。

Lambda表达式的语法

基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }
Lambda表达式由三部分组成：

  1. paramaters：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明
    也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。
  2. ->：可理解为“被用于”的意思
  3. 方法体：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不反回，这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不返回。
// 1. 不需要参数,返回值为 2
() -> 2
// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
x -> 2 * x
// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的和
(x, y) -> x + y
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的乘积
(int x, int y) -> x * y
// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
//注意：只能有一个方法
void test();
}

函数式接口

要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口，函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法 。
注意：

  1. 如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口
  2. 如果在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上就会自动进行检测的。

定义方式：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
	//注意：只能有一个方法
	void test();
}

但是这种方式也是可以的：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
	void test();
	default void test2() {
	System.out.println("JDK1.8新特性，default默认方法可以有具体的实现");
	}
}

2.Lambda表达式的基本使用

首先，实现准备好几个接口：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
    void test();
}
//无返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {
    void test(int a);
}
//无返回值多个参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {
    void test(int a,int b);
}
//有返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {
    int test();
}
//有返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {
    int test(int a);
}
//有返回值多参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {
    int test(int a,int b);
}

在上面提到过，Lambda可以理解为：Lambda就是匿名内部类的简化，实际上是创建了一个类，实现了接口，重写了接口的方法 。

具体使用见以下示例代码：

public class Test {
    //无返回值无参数
    public static void main(String[] args) {
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn() {//匿名内部类
            @Override
            public void test() {
                System.out.println("1 无返回值无参数 NoParameterNoReturn ");
            }
        };
        noParameterNoReturn.test();
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn1 = ()->System.out.println("2 无返回值无参数 NoParameterNoReturn ");//用 Lambda表达式表达，与上面作用相同
        noParameterNoReturn1.test();

        //无返回值一个参数
        OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a->System.out.println("无返回值一个参数 OneParameterNoReturn" +" "+ a);
        oneParameterNoReturn.test(10);

        //无返回值多个参数
        MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn  = (a,b)->System.out.println("无返回值多个参数 MoreParameterNoReturn " + a + b);//可以省略类型
        moreParameterNoReturn.test(1,6);


        //有返回值无参数
        //NoParameterReturn noParameterReturn =()->{return 10;};
        NoParameterReturn noParameterReturn =()->10;//可以省略return
        System.out.println( "有返回值无参数 NoParameterReturn "+ noParameterReturn.test());

       //有返回值一个参数
        OneParameterReturn oneParameterReturn = a-> a + 10;
        System.out.println("有返回值一个参数 OneParameterReturn "+oneParameterReturn.test(2));

        //有返回值多参数
        MoreParameterReturn moreParameterReturn = (a,b)-> a + b;
        System.out.println("有返回值多参数 MoreParameterReturn " + moreParameterReturn.test(6,9));
    }
}

语法精简

  1. 参数类型可以省略，如果需要省略，每个参数的类型都要省略。
  2. 参数的小括号里面只有一个参数，那么小括号可以省略
  3. 如果方法体当中只有一句代码，那么大括号可以省略
  4. 如果方法体中只有一条语句，且是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字。
public static void main(String[] args) {
	MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = ( a, b)->{
	System.out.println("无返回值多个参数，省略参数类型："+a+" "+b);
	};
	moreParameterNoReturn.test(20,30);
	OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a ->{
	System.out.println("无参数一个返回值,小括号可以胜率："+ a);
	};
	oneParameterNoReturn.test(10);
	NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->System.out.println("无参数无返回值，方法体中只有一行代码");
	noParameterNoReturn.test();
	//方法体中只有一条语句，且是return语句
	NoParameterReturn noParameterReturn = ()-> 40;
	int ret = noParameterReturn.test();
	System.out.println(ret);
}

3.变量捕获

Lambda 表达式中存在变量捕获 ，了解了变量捕获之后，才能更好的理解Lambda 表达式的作用域 。Java当中的匿名类中，会存在变量捕获

匿名内部类

匿名内部类就是没有名字的内部类 。这里只是为了说明变量捕获，所以，匿名内部类只要会使用就好，那么下面简单的看看匿名内部类的使用就好了。

class Test {
public void func(){
	System.out.println("func()");
	}
}
public class TestDemo {
	public static void main(String[] args) {
		new Test(){
		@Override
			public void func() {
				System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");
			}
		};
	}
}

在上述代码当中的main函数当中，可以看到的就是一个匿名内部类的简单的使用。

匿名内部类的变量捕获

class Test {
    public void func(){
            System.out.println("func()");
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 100;
        new Test(){
            @Override
            public void func() {
                System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");
                System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a
                        +" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");
            }
        };
    }
}

在上述代码当中的变量a就是，捕获的变量。这个变量要么是被final修饰，如果不是被final修饰的 你要保证在使用之前，没有修改。如下代码就是错误的代码

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 100;
        new Test(){
            @Override
            public void func() {
                a = 99;
                System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");
                System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a
                        +" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");
            }
        };
    }
}

该代码直接编译报错

Lambda的变量捕获

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {
    void test();
}
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{
// a = 99; error
            System.out.println("捕获变量："+a);
        };
        noParameterNoReturn.test();
    }

4.Lambda在集合当中的使用

为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用，集合当中，也新增了部分接口，以便与Lambda表达式对接

对应的接口新增的方法
CollectionremoveIf() spliterator() stream() parallelStream() forEach()
ListreplaceAll() sort()
MapgetOrDefault() forEach() replaceAll() putIfAbsent() remove() replace() computeIfAbsent()computeIfPresent() compute() merge()

以上方法的作用可自行查看我们发的帮助手册。这里会示例一些方法的使用。注意：Collection的forEach()方法是从接口 java.lang.Iterable 拿过来的。

Collection接口

orEach() 方法演示
该方法在接口 Iterable 当中，原型如下：

default void forEach(Consumer<? super T> action) {
	Objects.requireNonNull(action);
	for (T t : this) {
		action.accept(t);
	}
}

该方法表示：对容器中的每个元素执行action指定的动作 。

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("HA");
        list.add("B");
        list.add("CB");
        list.add("lambda");
        list.forEach(new Consumer<String>(){
            @Override
            public void accept(String str){
//简单遍历集合中的元素。
                System.out.print(str+" ");
            }
        });
    }

在这里插入图片描述
可以修改为如下代码：

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("HA");
        list.add("B");
        list.add("CB");
        list.add("lambda");
        list.forEach(s -> System.out.println(s));//表示调用一个，不带有参数的方法，其执行花括号内的语句，为原来的函数体内容
    }

在这里插入图片描述

List接口

sort()方法的演示
sort方法源码：该方法根据c指定的比较规则对容器元素进行排序。

public void sort(Comparator<? super E> c) {
	final int expectedModCount = modCount;
	Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
	if (modCount != expectedModCount) {
		throw new ConcurrentModificationException();
	}
	modCount++;
}

使用示例：

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("HAL");
        list.add("B");
        list.add("CB");
        list.add("lambda");
        list.sort(new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                return o1.compareTo(o2);
            }
        });
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
    }

在这里插入图片描述
修改为lambda表达式：

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("HAL");
        list.add("B");
        list.add("CB");
        list.add("lambda");
        list.sort((o1,o2)-> o1.compareTo(o2));
        list.forEach(s -> System.out.println(s));
    }

在这里插入图片描述

Map接口

HashMap 的 forEach()
该方法原型如下：

default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
Objects.requireNonNull(action);
for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
		K k;
		V v;
		try {
			k = entry.getKey();
			v = entry.getValue();
		} catch(IllegalStateException ise) {
			// this usually means the entry is no longer in the map.
			throw new ConcurrentModificationException(ise);
		} 
		action.accept(k, v);
	}
}

作用是对Map中的每个映射执行action指定的操作。
代码示例：

public static void main(String[] args) {
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "B");
        map.put(2, "CB");
        map.put(3, "HAL");
        map.put(6, "lambda");

        map.forEach(new BiConsumer<Integer, String>() {
            @Override
            public void accept(Integer integer, String s) {
                System.out.println("key: " + integer + " val: " + s);
            }
        });
    }

在这里插入图片描述

    public static void main(String[] args) {
        HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
        map.put(1, "B");
        map.put(2, "CB");
        map.put(3, "HAL");
        map.put(6, "lambda");
        
        map.forEach((key,val)-> System.out.println("key: " + key + " val: " + val));
    }

在这里插入图片描述

5.总结

Lambda表达式的优点很明显，在代码层次上来说，使代码变得非常的简洁。缺点也很明显，代码不易读。
优点：

  1. 代码简洁，开发迅速
  2. 方便函数式编程
  3. 非常容易进行并行计算
  4. Java 引入 Lambda，改善了集合操作
    缺点：
  5. 代码可读性变差
  6. 在非并行计算中，很多计算未必有传统的 for 性能要高
  7. 不容易进行调试

http://www.kler.cn/a/283910.html

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