【Lambda】之 初识

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什么是Lambda?

有一种数学模型天生适合做并行化,即Lambda表达式。

这个数学模型后来在计算机领域衍生成另一种编程范式,即函数式编程(Function Programming)

lambda表达式允许我们将行为传到函数里

传统集合缺点

  1. Java的for循环是串行的,而且必须按照集合中元素的顺序进行一次处理
  2. 集合框架无法堆控制流进行优化,例如通过排序 并行 短路(short-circuiting)求值以及惰性求值改善性能

lambda优势

划分:内部迭代 外部迭代

之前外部迭代 职责:做什么 (业务需求),怎么做 (如何遍历)

之后内部迭代 职责:做什么

怎么做则交给类库

为什么要学习Lambda?

更好理解函数式,其允许用函数式风格写代码

方便用于对列表(Lists) 和 集合(Collections)数据进行提取,过滤和排序。

需要学习哪些点?

  1. Lambda表达式
  2. 函数式接口
  3. 流API

举例

用lambda表达式实现Runnable

主要用于 匿名类 时候。

// 之前,通常使用:
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("not use lambda");
    }
}).start();

// 使用lambda后:
new Thread( () -> System.out.println("use lambda")).start();

语法:

左边为预期输入,右边为预期输出

  1. (params) -> expression
  2. (params) -> statement
  3. (params) -> { statements }
    即用 () -> {} 代替整个匿名类

比如不传参:
() -> System.out.println("hello lambda!")

接受参数:
(int even, int odd) -> even + odd

用lambda表达式对列表进行迭代

更容易做迭代和对集合元素进行并行处理

List<String> features = Arrays.asList("lambdas", "default", "stream api");
        
// 之前:
for (String feature : features) {
     System.out.println(feature);
}
        
// lambda 之后:
features.forEach(item -> System.out.println(item));
        
// 更简洁:
features.forEach(System.out::println);

使用lambda表达式和函数式接口Predicate

java.util.function.Predicate 函数式接口,可以向API方法添加逻辑,用更少的代码支持更多的动态行为。
Predicate接口适用于做过滤

    public void testPredicate() {

        List<String> languages = Arrays.asList("Java", "JavaScript", "Scala", "C++", "Haskell");

        System.out.println("Language which starts with J: ");
        filter(languages, (str) -> str.startsWith("J"));

        // OR after
        filter2(languages, (str) -> str.startsWith("J"));

    }

    private void filter(List<String> names, Predicate<String> condition) {
        for (String name: names) {
            if (condition.test(name)) {
                System.out.println(name + " ");
            }
        }
    }

    private void filter2(List<String> names, Predicate<String> condition) {
        names.stream().filter((name) -> (condition.test(name))).forEach((name) -> {
            System.out.println(name + " ");
        });
    }

Predicate接口允许进行多重条件的测试:

可以将两个或者多个 Predicate 合成一个。即 and() or() xor()

        Predicate<String> startsWithJ = (n) -> n.startsWith("J");
        Predicate<String> fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4;

        languages.stream().filter(startsWithJ.and(fourLetterLong))
                .forEach((n) -> System.out.println("Name, which starts with 'J' and four letter long is : " + n ));

lambda表达式 Map 示例

map 允许将对象(或 值) 进行转换,流中每一个元素都将进行转换。

        List<Integer> costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
        
        for (Integer cost : costBeforeTax) {
            double price = cost + .12 * cost;
            System.out.println(price);
        }

        // 使用lambda表达式
        costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12 * cost)
                .forEach(System.out::println);

lambda表达式 Reduce 示例

reduce() 又为折叠操作, 可以将所有值合并成一个。

在 SQL 中类似 sum() avg() count() 聚合函数,实际上就是 reduce 操作。

接受多值,并返回一个值。

        List<Integer> costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
        double total = 0;
        for (Integer cost : costBeforeTax) {
            double price = cost + .12 * cost;
            total = total + price;
        }

        System.out.println("Total : " + total);

        // 之后
        double bill = costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12 * cost)
                .reduce((sum, cost) -> sum + cost)
                .get();
        System.out.println("Bill : " + bill);

通过过滤创建一个String列表

lambda 表达式过滤 Java 集合

        List<String> strList = Arrays.asList("English", "Chinese", "French", "KaKoa");

        List<String> filtered = strList.stream().filter(x -> x.length() > 2).collect(Collectors.toList());

        System.out.printf("Original List : %s, filtered list : %s", strList, filtered);

流(stream)

在类库中议添加新的 流java.util.stream.Stream 以便进行聚集(aggregation)操作

其中,Stream<T> 代表对象引用,此外还有一系列特化(specialization)流,比如IntStream代表整形数字流

流的操作可以被组合成 流水线(pipeline)

例如:

shapes.stream()
      .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
      .forEach(s -> s.setColor(RED));

Collection 上调用 stream() 会生成该集合元素的流视图(stream view);
filter() 过滤,产生只包含蓝色的流;
forEach() 遍历,并操作设置为红色。

流水线既可以串行执行也可以并行执行,并行或串行是流的属性。
除非显示要求使用并行流,否则JDK总会返回串行流。(串行流可以通过parallel()方法被转化为并行流)

参考资料

  1. https://juejin.im/entry/585e6b5f128fe1006dee6329
  2. https://feibhwang.github.io/my_Blog/2017/04/28/Parallelism-Advantages-in-Functional-Programming/
  3. http://www.importnew.com/16436.html

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