лямбда выражения. Лямбда выражения. Лямбда выражения. Методы и конструкторы

• Название: Лямбда выражения. Методы и конструкторы
• Анкор: лямбда выражения
• Дата: 17.03.2023
• Размер: 42.42 Kb.
• Имя файла: Лямбда выражения.docx
• Тип: Документы; #996460

Лямбда выражения. Методы и конструкторы

Одним из преимуществ лямбд в java является то, что их можно передавать в качестве параметров в методы. Рассмотрим пример:

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

Expression func = (n)-> n%2==0;

int[] nums = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };

System.out.println(sum(nums, func)); // 20

}

private static int sum (int[] numbers, Expression func)

{

int result = 0;

for(int i : numbers)

{

if (func.isEqual(i))

result += i;

}

return result;

}

}

interface Expression{

boolean isEqual(int n);

}

Функциональный интерфейс Expression определяет метод isEqual(), который возвращает true, если в отношении числа n действует какое-нибудь равенство. В основном классе программы определяется метод sum(), который вычисляет сумму всех элементов массива, соответствующих некоторому условию. А само условие передается через параметр Expression func. Причем на момент написания метода sum мы можем абсолютно не знать, какое именно условие будет использоваться. Само же условие определяется в виде лямбда-выражения:

Expression func = (n)-> n%2==0;

То есть в данном случае все числа должны быть четными или остаток от их деления на 2 должен быть равен 0. Затем это лямбда-выражение передается в вызов метода sum. При этом можно не определять переменную интерфейса, а сразу передать в метод лямбда-выражение:

int[] nums = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };

int x = sum(nums, (n)-> n > 5); // сумма чисел, которые больше 5

System.out.println(x); // 30

Начиная с JDK 8 в Java можно в качестве параметра в метод передавать ссылку на другой метод. Ссылка на метод передается в виде имя_класса::имя_статического_метода (если метод статический) или объект_класса::имя_метода (если метод нестатический).

Ссылки на конструкторы название_класса::new.

Ссылки на метод как параметры методов. Начиная с JDK 8 в Java можно в качестве параметра в метод передавать ссылку на другой метод. В принципе данный способ аналогичен передаче в метод лямбда-выражения.Ссылка на метод передается в виде имя_класса::имя_статического_метода (если метод статический) или объект_класса::имя_метода (если метод нестатический). Рассмотрим на примере:

interface Expression{// функциональный интерфейс

boolean isEqual(int n);

}

class ExpressionHelper{// класс, в котором определены методы

static boolean isEven(int n){

return n%2 == 0;

}

static boolean isPositive(int n){

return n > 0;

}

}

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

int[] nums = { -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5};

System.out.println(sum(nums, ExpressionHelper::isEven));

Expression expr = ExpressionHelper::isPositive;

System.out.println(sum(nums, expr));

}

private static int sum (int[] numbers, Expression func) {

int result = 0;

for(int i : numbers) {

if (func.isEqual(i)) { result += i; }

return result;

}

}

Здесь также определен функциональный интерфейс Expression, который имеет один метод. Кроме того, определен класс ExpressionHelper, который содержит два статических метода. В принципе их можно было определить и в основном классе программы, но я вынес их в отдельный класс.В основном классе программы LambdaApp определен метод sum(), который возвращает сумму элементов массива, соответствующих некоторому условию. Условие передается в виде объекта функционального интерфейса Expression. В методе main два раза вызываем метод sum, передавая в него один и тот же массив чисел, но разные условия. Первый вызов метода sum: System.out.println(sum(nums, ExpressionHelper::isEven));

На место второго параметра передается ExpressionHelper::isEven, то есть ссылка на статический метод isEven() класса ExpressionHelper. При этом методы, на которые идет ссылка, должны совпадать по параметрам и результату с методом функционального интерфейса. При втором вызове метода sum отдельно создается объект Expression, который затем передается в метод:Expression expr = ExpressionHelper::isPositive; System.out.println(sum(nums, expr));

Использование ссылок на методы в качестве параметров аналогично использованию лямбда-выражений. Если нам надо вызвать нестатические методы, то в ссылке вместо имени класса применяется имя объекта этого класса:

interface Expression{ boolean isEqual(int n);}

class ExpressionHelper{

boolean isEven(int n){

return n%2 == 0;

}

}

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

int[] nums = { -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5};

ExpressionHelper exprHelper = new ExpressionHelper();

System.out.println(sum(nums, exprHelper::isEven)); // 0

}

private static int sum (int[] numbers, Expression func) {

int result = 0;

for(int i : numbers) {

if (func.isEqual(i)) { result += i; }

return result;

}

}

Ссылки на конструкторы. Подобным образом мы можем использовать конструкторы: Например:

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {



UserBuilder userBuilder = User::new;

User user = userBuilder.create("Tom");

System.out.println(user.getName());

}

}

interface UserBuilder{

User create(String name);

}

class User{

private String name;

String getName(){

return name;

}

User(String n){

this.name=n;

}

}

При использовании конструкторов методы функциональных интерфейсов должны принимать тот же список параметров, что и конструкторы класса, и должны возвращать объект данного класса. Более подробно про методы и конструкторы можно прочитать в статье “Лямбды как параметры и результаты методов”.

 При использовании конструкторов методы функциональных интерфейсов должны принимать тот же список параметров, что и конструкторы класса, и должны возвращать объект данного класса.

Лямбды как результат методов

Также метод в Java может возвращать лямбда-выражение. Рассмотрим следующий пример:

interface Operation{

int execute(int x, int y);

}

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

Operation func = action(1);

int a = func.execute(6, 5);

System.out.println(a); // 11

int b = action(2).execute(8, 2);

System.out.println(b); // 6

}

private static Operation action (int number){

switch(number){

case 1: return (x, y) -> x + y;

case 2: return (x, y) -> x - y;

case 3: return (x, y) -> x * y;

default: return (x,y) -> 0;

}

}

}

В данном случае определен функциональный интерфейс Operation, в котором метод execute принимает два значения типа int и возвращает значение типа int. Метод action принимает в качестве параметра число и в зависимости от его значения возвращает то или иное лямбда-выражение. Оно может представлять либо сложение, либо вычитание, либо умножение, либо просто возвращает 0. Стоит учитывать, что формально возвращаемым типом метода action является интерфейс Operation, а возвращаемое лямбда-выражение должно соответствовать этому интерфейсу. В методе main мы можем вызвать этот метод action. Например, сначала получить его результат - лямбда-выражение, которое присваивается переменной Operation. А затем через метод execute выполнить это лямбда-выражение:

Функциональные интерфейсы стандартной библиотеки Java

Java представила поддержку функционального программирования в выпуске Java версии 8. Этот конкретный выпуск также представил несколько новых концепций, в частности лямбда-выражения, ссылки на методы и множество функциональных интерфейсов. При обсуждении последних есть несколько функциональных интерфейсов, а именно — Потребитель (Consumer), Поставщик (Supplier), Предикат (Predicat) и Функция (Function), которые являются наиболее важными.

Consumer (потребитель)

Consumer — это функциональный интерфейс, который принимает один параметр на вход и не возвращает никаких выходных данных. На языке непрофессионала, как следует из названия, реализация этого интерфейса потребляет вводимые данные. Пользовательский интерфейс имеет два метода.

void accept(T t);

default Consumer andThen(Consumersuper T> after);

 

Метод accept является единым абстрактным методом (SAM), который принимает один аргумент типа T. Тогда как другой метод andThen является методом по умолчанию и используется для композиции.

Ниже приведен пример интерфейса consumer. Мы создали потребительскую реализацию, которая использует строку, а затем просто выводит ее на экран. Метод forEach принимает реализацию потребительского интерфейса.

public void whenNamesPresentConsumeAll() {

Consumer printConsumer = t -> System.out.println(t);

Stream cities = Stream.of("Sydney", "Dhaka", "New York", "London");

cities.forEach(printConsumer);

}

Интерфейс Consumer имеет специфические типы реализаций для типов integer, double и long -> IntConsumer, DoubleConsumer и LongConsumer, как показано ниже:

IntConsumer void accept(int x);

DoubleConsumer void accept(double x);

LongConsumer void accept(long x);

 

Supplier (поставщик)

Supplier — это простой интерфейс, указывающий, что данная реализация является поставщиком какого то результа. Этот интерфейс, однако, не накладывает никаких дополнительных ограничений, которые реализация поставщика должна возвращать при каждом новом получении результата.

У поставщика есть только один метод get() и нет никаких других методов по умолчанию или статических методов.

public void supplier() {

Supplier doubleSupplier1 = () -> Math.random();

DoubleSupplier doubleSupplier2 = Math::random;
System.out.println(doubleSupplier1.get());

System.out.println(doubleSupplier2.getAsDouble());

}

Одно из основных применений этого интерфейса это использование для включения отложенного выполнения. Это означает отсрочку выполнения до тех пор, пока оно не понадобится. Например, в классе Optional есть метод orElseGet. Этот метод срабатывает, если у option нет данных. Это показано ниже:

public void supplierWithOptional() {

Supplier doubleSupplier = () -> Math.random();

Optional optionalDouble = Optional.empty();

System.out.println(optionalDouble.orElseGet(doubleSupplier));

}

 

Predicate (предикат)

Интерфейс Predicate представляет собой логическую функцию аргумента. Он в основном используется для фильтрации данных из потока (stream) Java. Метод фильтра потока принимает предикат для фильтрации данных и возврата нового потока, удовлетворяющего предикату. У предиката есть метод test(), который принимает аргумент и возвращает логическое значение.

public void testPredicate() {

List names = Arrays.asList("Smith", "Samueal", "Catley", "Sie");

Predicate nameStartsWithS = str -> str.startsWith("S");

names.stream().filter(nameStartsWithS).forEach(System.out::println);

}

Predicate Функциональный интерфейс Predicate проверяет соблюдение некоторого условия. Если оно соблюдается, то возвращается значение true. В качестве параметра лямбда-выражение принимает объект типа T:

public interface Predicate {

boolean test(T t);

}

import java.util.function.Predicate;

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

Predicate isPositive = x -> x > 0;

System.out.println(isPositive.test(5)); // true

System.out.println(isPositive.test(-7)); // false

}

}

Function (функция)

Интерфейс Function — это более общий интерфейс, который принимает один аргумент и выдает результат. В нем применяется единый абстрактный метод (SAM), который принимает аргумент типа T и выдает результат типа R. Одним из распространенных вариантов использования этого интерфейса является метод Stream.map. Пример использования показан ниже:

public void testFunctions() {

List names = Arrays.asList("Smith", "Gourav", "John", "Catania");

Function nameMappingFunction = String::length;

List nameLength = names.stream()

.map(nameMappingFunction).collect(Collectors.toList());

System.out.println(nameLength);

}
Функциональный интерфейс Function представляет функцию перехода от объекта типа T к объекту типа R:

public interface Function {

R apply(T t);

}

import java.util.function.Function;

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

Function convert = x-> String.valueOf(x) + " долларов";

System.out.println(convert.apply(5)); // 5 долларов

}

}

 

BinaryOperator

BinaryOperator принимает в качестве параметра два объекта типа T, выполняет над ними бинарную операцию и возвращает ее результат также в виде объекта типа T:

public interface BinaryOperator<T> {

T apply(T t1, T t2);

}

import java.util.function.BinaryOperator;



public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {



BinaryOperator multiply = (x, y) -> x*y;



System.out.println(multiply.apply(3, 5)); // 15

System.out.println(multiply.apply(10, -2)); // -20

}

}


UnaryOperator

UnaryOperator принимает в качестве параметра объект типа T, выполняет над ними операции и возвращает результат операций в виде объекта типа T:

public interface UnaryOperator<T> {

T apply(T t);

}

import java.util.function.UnaryOperator;

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

UnaryOperator square = x -> x*x;

System.out.println(square.apply(5)); // 25

}

}

Более подробно об интерфейсах можно прочитать в статьях “Функциональные интерфейсы в Java 8 → Consumer, Supplier, Predicate и Function. Что к чему и зачем нужны” и “Встроенные функциональные интерфейсы”.

В JDK 8 вместе с самой функциональностью лямбда-выражений также было добавлено некоторое количество встроенных функциональных интерфейсов, которые мы можем использовать в различных ситуациях и в различные API в рамках JDK 8. В частности, ряд далее рассматриваемых интерфейсов широко применяется в Stream API - новом прикладном интерфейсе для работы с данными. Рассмотрим основные из этих интерфейсов:

Predicate

Consumer

Function

Supplier

UnaryOperator

BinaryOperator

BinaryOperator

UnaryOperator

Function

1

2

3

Consumer

Consumer выполняет некоторое действие над объектом типа T, при этом ничего не возвращая:

1

2

3

public interface Consumer {

void accept(T t);

}

Например:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

import java.util.function.Consumer;

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

Consumer printer = x-> System.out.printf("%d долларов \n", x);

printer.accept(600); // 600 долларов

}

}

Supplier

Supplier не принимает никаких аргументов, но должен возвращать объект типа T:

1

2

3

public interface Supplier {

T get();

}

Например:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

import java.util.Scanner;

import java.util.function.Supplier;

public class LambdaApp {

public static void main(String[] args) {

Supplier userFactory = ()->{

Scanner in = new Scanner(System.in);

System.out.println("Введите имя: ");

String name = in.nextLine();

return new User(name);

};

User user1 = userFactory.get();

User user2 = userFactory.get();

System.out.println("Имя user1: " + user1.getName());

System.out.println("Имя user2: " + user2.getName());

}

}

class User{

private String name;

String getName(){

return name;

}

User(String n){

this.name=n;

}

}

Консольный вывод: