JDK8 Lambda基礎

一、Lambda表達式簡介

Lambda表達式是JDK8新加入的一個特性，它是一種新的語言元素，它將匿名函數作為一等公民看待，可以像傳遞變量一樣將它作為參數傳遞、作為返回值返回、賦值給變量等。Lambda表達式的定義形式為：參數列表 -> 函數體。

例如：

int result = Arrays.asList("apple", "banana", "orange").stream()
            .filter(str -> str.length() > 5)
            .mapToInt(String::length)
            .sum();

上述代碼中，Lambda表達式 str -> str.length() > 5 就是過濾條件。

二、Lambda表達式的語法

Lambda表達式的語法包括3個部分：參數列表、箭頭符號和函數體，具體詳解如下：

1. 參數列表：表示該Lambda表達式接收哪些參數。可以為空，也可以包含且只包含一個參數、多個參數，參數類型可以明確指定（如：String str）或根據上下文自動推斷出來。
2. 箭頭符號：表示下文所要執行的操作。即原來匿名類的方法體，複製左側參數列表到右側所要執行的操作，中間使用 -> 符號隔開
3. 函數體：表示Lambda表達式的執行體，可以是一條語句、一組語句、或者一個表達式。

例如：

// 無參數的Lambda表達式
Runnable r = () -> { System.out.println("Hello Lambda!"); };

// 一個參數的Lambda表達式
Consumer c = (str) -> System.out.println("Hello " + str);

// 多個參數的Lambda表達式
Comparator comp = (x, y) -> {
    if (x  y) {
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
};

三、Lambda表達式的應用

1、Lambda表達式與集合

Lambda表達式在集合中的應用十分廣泛，可以用來實現各種集合相關的功能，例如過濾、遍歷、計算、排序等。以下是一些示例代碼：

1.1 過濾

List fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "peach", "cherry", "orange");
// 使用Lambda表達式過濾字符串列表中長度大於5的元素
List result1 = fruits.stream().filter(str -> str.length() > 5).collect(Collectors.toList());

// 使用Lambda表達式過濾整數列表中大於50的元素
List nums = Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100);
List result2 = nums.stream().filter(num -> num > 50).collect(Collectors.toList());

1.2 遍歷

List fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "peach", "cherry", "orange");
// 使用Lambda表達式遍歷字符串列表
fruits.forEach(str -> System.out.println(str));

// 使用Lambda表達式遍歷整數列表
List nums = Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100);
nums.forEach(num -> System.out.println(num));

1.3 計算

// 使用Lambda表達式計算整數列表中元素的和
List nums = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = nums.stream().mapToInt(num -> num).sum();

// 使用Lambda表達式計算字符串列表中所有元素的長度總和
List fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "peach", "cherry", "orange");
int lengthSum = fruits.stream().mapToInt(str -> str.length()).sum();

1.4 排序

List fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "peach", "cherry", "orange");
// 使用Lambda表達式對字符串列表進行排序
List result1 = fruits.stream().sorted((s1, s2) -> s1.compareTo(s2)).collect(Collectors.toList());

List nums = Arrays.asList(10, 5, 20, 30, 15, 25);
// 使用Lambda表達式對整數列表進行排序
List result2 = nums.stream().sorted((n1, n2) -> {
    if (n1  n2) {
        return 1;
    } else {
        return 0;
    }
}).collect(Collectors.toList());

2、Lambda表達式與函數式接口

函數式接口是一個只包含一個抽象方法的接口，可以通過Lambda表達式實現該接口中的抽象方法，並將Lambda表達式賦值給該接口的實例變量，從而實現函數式編程。

例如java.util.function包中提供了很多常用的函數式接口，例如：Function、Supplier、Consumer、Predicate等。其中Function用於將輸入轉換為輸出，Supplier用於提供輸出，Consumer用於處理輸入，Predicate用於判斷是否符合條件。

以下是一些示例代碼：

2.1 Function接口

// 將整數轉換成字符串
Function f1 = num -> String.valueOf(num);

// 將字符串轉換成整數
Function f2 = str -> Integer.parseInt(str);

// 計算字符串長度並返回對應的整數
Function f3 = str -> str.length();

2.2 Supplier接口

// 提供當前時間的Supplier接口實現
Supplier s1 = () -> new Date();

// 提供一個隨機數的Supplier接口實現
Supplier s2 = () -> new Random().nextInt(100);

2.3 Consumer接口

// 輸出整數列表中所有元素
Consumer<List> c1 = list -> {
    for (Integer num : list) {
        System.out.println(num);
    }
};

// 輸出字符串列表中所有元素
Consumer<List> c2 = list -> {
    for (String str : list) {
        System.out.println(str);
    }
};

2.4 Predicate接口

// 判斷字符串是否為空
Predicate p1 = str -> str == null || str.isEmpty();

// 判斷整數是否是偶數
Predicate p2 = num -> num % 2 == 0;

四、Lambda表達式的優缺點

1、優點

1. 簡化代碼：Lambda表達式可以讓代碼更加簡潔、易讀，避免了冗長的匿名類形式；
2. 提高可讀性：Lambda表達式的語法更加緊湊、易於理解，可以更好地表達代碼的意圖；
3. 提高靈活性：Lambda表達式的功能更加靈活，可以方便地傳遞方法引用、參數等。

2、缺點

1. 缺乏可讀性：Lambda表達式中的箭頭符號和參數列表可能會使代碼難以理解；
2. 不易調試：Lambda表達式中的代碼不容易調試，一旦出現錯誤需要非常小心地排查；
3. 性能問題：Lambda表達式在執行時可能會帶來一些性能問題，但可以通過編寫高效的Lambda表達式來避免。

五、總結

Lambda表達式是JDK8中一個很重要的特性，可以用來簡化代碼、提高可讀性、提高靈活性等。需要注意的是，Lambda表達式雖然帶來了許多好處，但也存在一些缺點，需要根據實際情況進行選擇。