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Java8 Lambda本质论

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摘要:的本质需求按照产品的重量进行升序排序此处使用匿名内部类的设计,但掺杂了较多的语法噪声,引入了不必要的复杂度。使用表达式,可以进一步消除语法噪声,简化设计。方法引用其本质是具有单一方法调用的表达式的语法糖表示。

Lambda的本质

需求1. 按照产品的重量进行升序排序

此处使用「匿名内部类」的设计,但掺杂了较多的语法噪声,引入了不必要的复杂度。

Collections.sort(repo, new Comparator() {
  @Override
  public int compare(Product p1, Product p2) {
    return p1.getWeight().compareTo(p2.getWeight());
  }
});

使用Lambda表达式,可以进一步消除语法噪声,简化设计。

Collections.sort(repo, (Product p1, Product p2) ->
  p1.getWeight().compareTo(p2.getWeight()));

也就是说,Lambda其本质是「匿名内部类」的一种「语法糖」表示,存在如下3个方面的特征:

Anonymous Function:匿名的函数

Passed Around:可作为参数或返回值进行传递,甚至可以自由地存储在变量中

Concise:相对于匿名内部类的样板代码(Boilerplate),Lambda更加简洁漂亮

类型推演

借助编译器「类型推演」的能力,可以进一步简化Lambda表达式。

Collections.sort(repo, (p1, p2) ->
  p1.getWeight().compareTo(p2.getWeight()));
Lambda的形式

形式1:(parameters) -> expression

Collections.sort(repo, (p1, p2) -> 
  p1.getWeight().compareTo(p2.getWeight()));

形式2:(parameters) -> { statements; }

Collections.sort(repo, (p1, p2) -> {
  return p1.getWeight().compareTo(p2.getWeight());
});
默认方法

先看看java.util.Collections.sort的实现,其中java.util.Collections是一个典型的「工具类」。

public final class Collectins {
  private Collectins() {
  }
  
  public static  void sort(List l, Comparator c) {
    l.sort(c);
  }
} 

这样的设计是反OO,为此可以将其sort搬迁至List接口中去。

public interface List extends Collection {
  default void sort(Comparator c) {
    ...
  }
  ...
}

default方法类似于C++的虚函数。从某种意义上看,default的引入使得Java又重新回到了「多重继承」的怀抱,为设计带来了更大的弹性。

为此,设计可重构为更加符合OO的风格。

repo.sort((p1, p2) -> p1.getWeight().compareTo(p2.getWeight()));
方法引用

借助Comparator.comparing的工厂方法,结合「方法引用」可进一步提高代码的可读性。

import static java.util.Comparator.comparing;

repo.sort(comparing(Product::getWeight));

方法引用其本质是具有单一方法调用的lambda表达式的「语法糖」表示。

级联方法

需求2. 按照产品的重量降序排序

repo.sort(comparing(Product::getWeight)
  .reversed());
  
  .thenComparing(Product::getCountry));

需求3. 如果重量相同,则按照出厂国的自然序排序

repo.sort(comparing(Product::getWeight)
  .reversed()
  .thenComparing(Product::getCountry));
深入理解Comparator

有且仅有一个抽象方法的接口,称为「函数式接口」,使用@FunctionalInterface的注解标识。函数式接口中「抽象方法」描述了Lambda表达式的「原型」。

() -> {}也是一个合法的Lambda表达式,与Runnable接口相匹配。

也就是说,一个「函数式接口」可包含如下元素:

Abstract Method:有且仅有一个抽象方法

Default Methods0个或多个默认方法

Static Methods0个或多个静态方法

对照前面的列子,可洞悉Comparator设计的巧妙。

repo.sort(comparing(Product::getWeight)
  .reversed());

其中,Comparator就是一个典型的函数式接口。通过「方法级联」设计了一套简单的ComparatorDSL,增强了用户的表达力。

@FunctionalInterface
public interface Comparator {
  int compare(T o1, T o2);
  
  default Comparator reversed() {
    return Collections.reverseOrder(this);
  }
  
  static > 
  Comparator comparing(
    Function extractor) {
    return (c1, c2) -> extractor.apply(c1)
      .compareTo(extractor.apply(c2));
  }
}

其中,Comprator.compring的实现稍微有点复杂。

comparing是一个静态工厂方法,它生产一个Comparator类型的实例;

comparing是一个高阶函数;

接受一个函数:Function extractor

返回一个函数:Comparator

comparing是一个语法糖,结合「方法引用」的机制,极大地改善了用户接口的表达力;

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