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Java进阶篇之Lambda表达式

article 2025/2/21 7:06:24

引言 💡

在前面的文章中，我们介绍了线程池（Java进阶篇之线程池）。你是不是经常遇到需要写大量匿名内部类的情况？🤔 比如，我们在使用 Java 的集合、事件监听器、或者某些框架时，常常需要实现接口中的单一方法。传统的方式往往会导致代码冗长，影响可读性。而 Lambda 表达式的出现，正是为了简化这些重复的代码，让我们能够以更加简洁、优雅的方式表达操作。🎉

今天，我们将深入探讨 Java 中的 Lambda 表达式，看看它如何简化代码，提升我们的编程效率。🚀

一、什么是 Lambda 表达式？ 🤖

Lambda 表达式是 Java 8 引入的一种新特性，它允许我们以更简洁的方式来表示匿名函数。Lambda 表达式的核心作用就是将一个函数传递给方法或者作为某个接口的实现。

Lambda 表达式的基本语法 📝

Lambda 表达式的语法非常简洁，基本结构如下：

(parameters) -> expression

parameters：方法的参数列表，可以是一个或多个参数，类型可以省略（会通过类型推断自动确定）。
->：箭头操作符，分隔参数和函数体。
expression：函数体，表示 Lambda 表达式执行的代码。如果是一个单行表达式，可以省略大括号和 return 关键字。

示例：Lambda 表达式

(int a, int b) -> a + b

这个 Lambda 表达式接受两个参数 a 和 b，并返回它们的和。

二、Lambda 表达式的使用场景 🏗️

Lambda 表达式常见的使用场景包括：

函数式接口：Lambda 表达式通常用来实现函数式接口。函数式接口是只包含一个抽象方法的接口。
集合操作：在 Java 8 中，Stream API 大大增强了集合操作，Lambda 表达式常常用于过滤、排序、映射等操作。
事件处理：Lambda 表达式也常用于事件监听器的简化。

三、Lambda 表达式与匿名内部类的对比 ⚔️

在 Java 中，Lambda 表达式的引入解决了许多匿名内部类的问题，让代码更加简洁、易读。下面我们通过对比来了解 Lambda 表达式如何简化代码。

方式	匿名内部类	Lambda 表达式
语法简洁度	代码较长，需要声明类体	代码简洁，只需一行
可读性	需要多行代码来实现	代码简洁，易读
功能性	实现接口中的方法	完全等效于匿名内部类的实现
代码风格	使用较多的类和方法定义	更加函数式编程风格

1️⃣ 匿名内部类实现：

interface MathOperation {
    int operate(int a, int b);
}

public class AnonymousInnerClassExample {
    public static void main(String[] args) {
        MathOperation add = new MathOperation() {
            @Override
            public int operate(int a, int b) {
                return a + b;
            }
        };
        System.out.println(add.operate(5, 3));  // 输出 8
    }
}

2️⃣ 使用 Lambda 表达式：

interface MathOperation {
    int operate(int a, int b);
}

public class LambdaExample {
    public static void main(String[] args) {
        MathOperation add = (a, b) -> a + b;
        System.out.println(add.operate(5, 3));  // 输出 8
    }
}

通过对比，我们可以看到，Lambda 表达式比匿名内部类更简洁，并且去除了大量的冗余代码。

四、Lambda 表达式的使用规则 🔑

Lambda 表达式可以大大简化代码，但要了解它的使用规则和限制。以下是一些常见的规则：

Lambda 表达式与函数式接口 🧩 Lambda 表达式只能用于函数式接口，即那些仅包含一个抽象方法的接口。
类型推断 👀 Java 会根据上下文自动推断参数类型，因此我们通常可以省略 Lambda 表达式中的类型声明。
没有参数时 🛑 如果 Lambda 表达式没有参数，可以使用空的括号 () 来表示。

示例：无参数的 Lambda 表达式

Runnable run = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");
run.run();  // 输出 Hello, Lambda!

单行与多行表达式 🖊️ 如果 Lambda 表达式的主体是单行代码，则可以省略大括号和 return 关键字；如果是多行代码，必须使用大括号并显式返回值。

示例：单行表达式

(int a, int b) -> a + b  // 返回 a + b

示例：多行表达式

(int a, int b) -> {
    int result = a + b;
    return result;
}

五、Lambda 与 Stream API 💨

Lambda 表达式和 Stream API 配合使用，可以使集合操作变得更加简洁和强大。通过 Stream，我们可以对集合进行过滤、排序、映射等复杂操作，Lambda 表达式作为其中的核心工具，可以让我们表达这些操作变得更加清晰。

1️⃣ 使用 Lambda 表达式过滤列表中的元素

示例：过滤奇数并打印

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

public class LambdaStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
        numbers.stream()
                .filter(n -> n % 2 != 0)  // 过滤奇数
                .forEach(System.out::println);  // 打印结果
    }
}

在这个例子中，我们使用 filter() 和 forEach() 来过滤和输出列表中的奇数。

2️⃣ 使用 Lambda 表达式进行排序

示例：按字母顺序排序

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

public class LambdaSortExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry", "date");
        words.stream()
                .sorted((s1, s2) -> s1.compareTo(s2))  // 按字母顺序排序
                .forEach(System.out::println);  // 打印排序后的结果
    }
}

通过 sorted() 和 compareTo() 方法，我们可以轻松地对集合进行排序。

六、常见的 Lambda 表达式实例 ✨

事件处理 📲 在 GUI 应用中，Lambda 表达式常用于简化事件处理器的编写，避免编写大量的匿名内部类代码。

示例：按钮点击事件
```
button.addActionListener(e -> System.out.println("Button clicked!"));
```

定时任务 ⏰ 使用 Timer 或 ScheduledExecutorService，Lambda 表达式可以非常方便地实现定时任务。

示例：每秒打印一次时间

ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(1);
scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> System.out.println(System.currentTimeMillis()), 0, 1, TimeUnit.SECONDS);

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