Что такое лямбда выражение в java

Лямбда-выражения

Среди новшеств, которые были привнесены в язык Java с выходом JDK 8, особняком стоят лямбда-выражения. Лямбда представляет набор инструкций, которые можно выделить в отдельную переменную и затем многократно вызвать в различных местах программы.

Основу лямбда-выражения составляет лямбда-оператор , который представляет стрелку -> . Этот оператор разделяет лямбда-выражение на две части: левая часть содержит список параметров выражения, а правая собственно представляет тело лямбда-выражения, где выполняются все действия.

Лямбда-выражение не выполняется само по себе, а образует реализацию метода, определенного в функциональном интерфейсе . При этом важно, что функциональный интерфейс должен содержать только один единственный метод без реализации.

public class LambdaApp < public static void main(String[] args) < Operationable operation; operation = (x,y)->x+y; int result = operation.calculate(10, 20); System.out.println(result); //30 > > interface Operationable

В роли функционального интерфейса выступает интерфейс Operationable , в котором определен один метод без реализации — метод calculate . Данный метод принимает два параметра — целых числа, и возвращает некоторое целое число.

По факту лямбда-выражения являются в некотором роде сокращенной формой внутренних анонимных классов, которые ранее применялись в Java. В частности, предыдущий пример мы можем переписать следующим образом:

public class LambdaApp < public static void main(String[] args) < Operationable op = new Operationable()< public int calculate(int x, int y)< return x + y; >>; int z = op.calculate(20, 10); System.out.println(z); // 30 > > interface Operationable

Чтобы объявить и использовать лямбда-выражение, основная программа разбивается на ряд этапов:

Определение ссылки на функциональный интерфейс:

Operationable operation;

operation = (x,y)->x+y;

int result = operation.calculate(10, 20);

При этом для одного функционального интерфейса мы можем определить множество лямбда-выражений. Например:

Operationable operation1 = (int x, int y)-> x + y; Operationable operation2 = (int x, int y)-> x - y; Operationable operation3 = (int x, int y)-> x * y; System.out.println(operation1.calculate(20, 10)); //30 System.out.println(operation2.calculate(20, 10)); //10 System.out.println(operation3.calculate(20, 10)); //200

Отложенное выполнение

Одним из ключевых моментов в использовании лямбд является отложенное выполнение (deferred execution). То есть мы определяем в одном месте программы лямбда-выражение и затем можем его вызывать при необходимости неопределенное количество раз в различных частях программы. Отложенное выполнение может потребоваться, к примеру, в следующих случаях:

• Выполнение кода отдельном потоке
• Выполнение одного и того же кода несколько раз
• Выполнение кода в результате какого-то события
• Выполнение кода только в том случае, когда он действительно необходим и если он необходим

Передача параметров в лямбда-выражение

Параметры лямбда-выражения должны соответствовать по типу параметрам метода из функционального интерфейса. При написании самого лямбда-выражения тип параметров писать необязательно, хотя в принципе это можно сделать, например:

operation = (int x, int y)->x+y;

Если метод не принимает никаких параметров, то пишутся пустые скобки, например:

()-> 30 + 20;

Если метод принимает только один параметр, то скобки можно опустить:

n-> n * n;

Терминальные лямбда-выражения

Выше мы рассмотрели лямбда-выражения, которые возвращают определенное значение. Но также могут быть и терминальные лямбды, которые не возвращают никакого значения. Например:

interface Printable < void print(String s); >public class LambdaApp < public static void main(String[] args) < Printable printer = s->System.out.println(s); printer.print("Hello Java!"); > >

Лямбды и локальные переменные

Лямбда-выражение может использовать переменные, которые объявлены во вне в более общей области видимости — на уровне класса или метода, в котором лямбда-выражение определено. Однако в зависимости от того, как и где определены переменные, могут различаться способы их использования в лямбдах. Рассмотрим первый пример — использования переменных уровня класса:

public class LambdaApp < static int x = 10; static int y = 20; public static void main(String[] args) < Operation op = ()->< x=30; return x+y; >; System.out.println(op.calculate()); // 50 System.out.println(x); // 30 — значение x изменилось > > interface Operation

Переменные x и y объявлены на уровне класса, и в лямбда-выражении мы их можем получить и даже изменить. Так, в данном случае после выполнения выражения изменяется значение переменной x.

Теперь рассмотрим другой пример — локальные переменные на уровне метода:

public static void main(String[] args) < int n=70; int m=30; Operation op = ()->< //n=100; - так нельзя сделать return m+n; >; // n=100; - так тоже нельзя System.out.println(op.calculate()); // 100 >

Локальные переменные уровня метода мы также можем использовать в лямбдах, но изменять их значение нельзя. Если мы попробуем это сделать, то среда разработки (Netbeans) может нам высветить ошибку и то, что такую переменную надо пометить с помощью ключевого слова final , то есть сделать константой: final int n=70; . Однако это необязательно.

Более того, мы не сможем изменить значение переменной, которая используется в лямбда-выражении, вне этого выражения. То есть даже если такая переменная не объявлена как константа, по сути она является константой.

Блоки кода в лямбда-выражениях

Существуют два типа лямбда-выражений: однострочное выражение и блок кода. Примеры однострочных выражений демонстрировались выше. Блочные выражения обрамляются фигурными скобками. В блочных лямбда-выражениях можно использовать внутренние вложенные блоки, циклы, конструкции if, switch, создавать переменные и т.д. Если блочное лямбда-выражение должно возвращать значение, то явным образом применяется оператор return :

Operationable operation = (int x, int y)-> < if(y==0) return 0; else return x/y; >; System.out.println(operation.calculate(20, 10)); //2 System.out.println(operation.calculate(20, 0)); //0

Обобщенный функциональный интерфейс

Функциональный интерфейс может быть обобщенным, однако в лямбда-выражении использование обобщений не допускается. В этом случае нам надо типизировать объект интерфейса определенным типом, который потом будет применяться в лямбда-выражении. Например:

public class LambdaApp < public static void main(String[] args) < Operationableoperation1 = (x, y)-> x + y; Operationable operation2 = (x, y) -> x + y; System.out.println(operation1.calculate(20, 10)); //30 System.out.println(operation2.calculate(«20», «10»)); //2010 > > interface Operationable

Таким образом, при объявлении лямбда-выражения ему уже известно, какой тип параметры будут представлять и какой тип они будут возвращать.

Что такое лямбда выражение в java

Zhandos Уровень 20

27 декабря 2023

как я понял чтобы понять лямбда выражения сначала нужно понять что такое анонимный класс и для чего нужны интерфейсы и под лямбды лежит некии обьект который реализует метод функционального интерфейса? например n -> n % 2 == 0; это метод функционального интерфейса Predicate boolean test(T t) и в лямбде как бы создаем анонимный класс который реализует этот метод правильно я понимаю?

3 ноября 2023

Отличная статья, разобрался наконец-то) Долго откладывал лямбды, т к казались чем-то сложным

Denis Gritsay Уровень 29

28 октября 2023

это : // Старый способ: List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7); int sum = 0; for(Integer n : list) < int x = n * n; sum = sum + x; >System.out.println(sum); намного понятнее и легче в восприятию чем это List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7); int sum = list.stream().map(x -> x*x).reduce((x,y) -> x + y).get(); System.out.println(sum); Так что лямбду нужно я думаю использовать не там где пара лишних строк кода, ведь сейчас не 17 век когда проблема с бумагой, а там где это реально полезно и нужно

Vitaly Demchenko Уровень 44

Лямбда-выражения в Java

Поддержка лямбда-выражений, реализованная в Java 8, стала одним из наиболее значимых нововведений за последнее время. Будучи упрощённой записью анонимных классов, лямбды позволяют писать более лаконичный код при работе со Stream или Optional. Лямбда-выражения часто используются как совместно со многими API стандартной библиотеки Java, так и со сторонними API, среди которых JavaFX, реактивные стримы и т.д.

Лямбды и функциональные интерфейсы

Лямбда-выражение или просто лямбда в Java — упрощённая запись анонимного класса, реализующего функциональный интерфейс.

Функциональный интерфейс в Java — интерфейс, в котором объявлен только один абстрактный метод. Однако, методов по умолчанию (default) такой интерфейс может содержать сколько угодно, что можно видеть на примере java.util.function.Function. Функциональный интерфейс может быть отмечен аннотацией @FunctionalInterface, но это не обязательное условие, так как JVM считает функциональным любой интерфейс с одним абстрактным методом.

Пример простого функционального интерфейса:

Структура лямбда-выражения

Сигнатура лямбда-выражения соответствует сигнатуре абстрактного метода реализуемого функционального интерфейса. Можно даже сказать, что лямбда-выражение является реализацией абстрактного метода этого функционального интерфейса. Главное отличие сигнатуры лямбда-выражения от сигнатуры метода в том, что она состоит только из двух частей: списка аргументов и тела, разделённых при помощи «->». Возвращаемый тип и возможные выбрасываемые исключения JVM берёт из интерфейса.

Типы аргументов лямбда-выражения опциональны, так как они декларируются интерфейсом, но при использовании обобщений (дженериков) с extends/super может возникнуть необходимость в указании конкретных типов аргументов. При этом стоит отметить, что типы либо указываются для всех аргументов, либо не указываются вообще. Это же касается и использования var, введённой в Java 11. Всё это можно свести к такому правилу: все аргументы объявляются либо с типами, либо с var, либо без них.

Если у лямбда-выражения всего один аргумент, и для него не требуется объявление типа или var, то круглые скобки можно опустить. В остальных случаях, в том числе если лямбда не принимает никаких аргументов, скобки нельзя опустить.

Аналогичная ситуация и с телом лямбда-выражений: если оно состоит только из одной строки, то фигурные скобки, точку с запятой (;) и директиву return можно тоже опустить.

В качестве тела лямбда-выражения может использоваться ссылка на метод.

Создание лямбда-выражений

Допустим, нам нужна реализация CarFilter, описанного выше, которая проверяла бы, что автомобиль выпущен не раньше 2010 года. Если мы будем использовать анонимный класс, то создание объекта CarFilter будет выглядеть примерно следующим образом:

Но мы можем описать объект CarFilter при помощи лямбда-выражения:

Однако, эту запись можно сделать ещё меньше:

Согласитесь, что такая запись зачительно меньше и лаконичнее, чем использование анонимного класса.

Применение лямбда-выражений

Допустим у нас есть задача написать метод, выводящий из полученного списка автомобили, у которых тип кузова (body) — STATION_WAGON и мощность (power) — больше 200 л.с.

Скорее всего, мы напишем что-то вроде:

В целом, если нам требуется всего один подобный метод, то этот код можно оставить без изменений и даже не задумываться об использовании лямбда-выражений. Но, допустим, у нас появляется задача реализовать ещё один метод, который бы выводил все автомобили, у которых кузов не PICKUP_TRUCK, или метод, который бы сохранял в БД все автомобили с мощностью двигателя более 150 л.с.

В этом случае логично было бы использовать сразу два функциональных интерфейса: java.util.function.Predicate — для фильтрации и java.util.function.Consumer — для действия, применяемого к подходящим объектам.

java.util.function.Predicate декларирует абстрактный метод test, который принимает объект и возвращает значение типа boolean в зависимости от соответствия переданного объекта требуемым критериям.

java.util.function.Consumer декларирует абстрактный метод accept, который принимает объект и выполняет над ним требуемые действия.

Метод printCars превратится во что-то похожее на следующий метод:

И первоначальную задачу вывести из полученного списка автомобили, у которых тип кузова (body) — STATION_WAGON и мощность (power) — больше 200 л.с. мы решили бы следующим вызовом метода processCars с использованием лямбда-выражений:

Или при помощи анонимных классов:

Вариант вызова метода processCars с использованием лямбда-выражений значительно компактнее.

Лямбды, анонимные классы и обычные классы

Как уже было написано, лямбда-выражения могут заменить анонимные классы, которые реализуют функциональные интерфейсы, но в остальных случаях анонимные классы не теряют актуальности.

Если одно и то же лямбда-выражение (или анонимный класс) используется в нескольких случаях, то появляется смысл сделать его членом класса или объекта, или и вовсе написать полноценный класс, реализующий необходимый интерфейс.

Но в большинстве случаев, там где можно применять лямбда-выражения, например в Stream, Optional или CompletableFuture, логичнее применять именно лямбды.

Полезные ссылки

• Документация по лямбда-выражениям
• Документация по анонимным классам

Lambda-выражения в Java

Привет, Хабр! Представляю вашему вниманию перевод статьи «Java Lambda Expressions» автора www.programiz.com.

Введение

В этой статье, с помощью примеров, мы изучим lambda-выражения в Java, их использование с функциональными интерфейсами, параметризированными функциональными интерфейсами и Stream API.

Лямбда выражения были добавлены в Java 8. Их основная цель – повысить читабельность и уменьшить количество кода.

Но, прежде чем перейти к лямбдам, нам необходимо понимать функциональные интерфейсы.

Что же такое функциональный интерфейс?

Если интерфейс в Java содержит один и только один абстрактный метод, то он называется функциональным. Этот единственный метод определяет назначение интерфейса.

Например, интерфейс Runnable из пакета java.lang является функциональным, потому, что он содержит только один метод run().

Пример 1: объявление функционального интерфейса в java

import java.lang.FunctionalInterface; @FunctionalInterface public interface MyInterface < // один абстрактный метод double getValue(); >

В приведенном выше примере, интерфейс MyInterface имеет только один абстрактный метод getValue(). Значит, этот интерфейс — функциональный.

Здесь мы использовали аннотацию FunctionalInterface, которая помогает понять компилятору, что интерфейс функциональный. Следовательно, не позволяет иметь более одного абстрактного метода. Тем не менее, мы можем её опустить.

В Java 7, функциональные интерфейсы рассматривались как Single Abstract Methods (SAM). SAM обычно реализовывались с помощью анонимных классов.

Пример 2: реализация SAM с помощью анонимного класса в java

public class FunctionInterfaceTest < public static void main(String[] args) < // анонимный класс new Thread(new Runnable() < @Override public void run() < System.out.println("Я только что реализовал функциональный интерфейс Runnable.") >>).start(); > > 

Результат выполнения:

Я только что реализовал функциональный интерфейс Runnable. 

В этом примере, мы принимаем анонимный класс для вызова метода. Это помогало писать программы с меньшим количеством строк кода в Java 7. Однако, синтаксис оставался достаточно сложным и громоздким.

Java 8 расширила возможности SAM, сделав шаг вперед. Как мы знаем, функциональный интерфейс содержит только один метод, следовательно, нам не нужно указывать название метода при передаче его в качестве аргумента. Именно это и позволяет нам lambda-выражения.

Введение в лямбда-выражения

Лямбда-выражения, по сути, это анонимный класс или метод. Лямбда-выражение не выполняется само по себе. Вместо этого, оно используется для реализации метода, определенного в функциональном интерфейсе.

Как записать лямбда-выражение в Java?

В Java, лямбда-выражения имеют следующий синтаксис:

(parameter list) -> lambda body 

Здесь мы использовали новый оператор (->) — лямбда-оператор. Возможно, синтаксис кажется немного сложным. Давайте разберем пару примеров.

Предположим, у нас есть такой метод:

double getPiValue()

Мы можем записать его, используя лямбда, как:

() -> 3.1415

Этот метод не имеет никаких параметров. Следовательно, левая часть выражения содержит пустые скобки. Правая сторона – тело лямбда-выражения, которое определяет его действие. В нашем случае, возвращается значение 3.1415.

Типы лямбда-выражений

В Java, тело лямбды может быть двух типов.

1. Однострочные

() -> System.out.println("Lambdas are great");

2. Блочные (многострочные)

Этот тип позволяет лямбда-выражению иметь несколько операций внутри себя. Эти операции должны быть помещены в фигурные скобки, после которых необходимо ставить точку с запятой.

Примечание: многострочные лямбда-выражения, всегда должны иметь оператор return, в отличии от однострочных.

Пример 3: лямбда-выражение

Давайте напишем Java программу, которая бы возвращала значение Pi, используя лямбда-выражение.

Как говорилось ранее, лямбда-выражение не выполняется само собой. Скорее, оно формирует реализацию абстрактного метода, объявленного в функциональном интерфейсе.

И так, для начала, нам необходимо описать функциональный интерфейс.

import java.lang.FunctionalInterface; // функциональный интерфейс @FunctionalInterface interface MyInterface < // абстрактный метод double getPiValue(); >public class Main < public static void main( String[] args ) < // объявление ссылки на MyInterface MyInterface ref; // лямбда-выражение ref = () ->3.1415; System.out.println("Value of Pi java">Value of Pi = 3.1415 

• Мы создали функциональный интерфейс MyInterface, который содержит один абстрактный метод getPiValue().
• Внутри класса Main, мы объявили ссылку на MyInterface. Обратите внимание, что мы можем объявить ссылку на интерфейс, но не можем создать его объект.

// приведет к ошибке MyInterface ref = new myInterface(); // это верно MyInterface ref; 

ref = () -> 3.1415;

System.out.println("Value of Pi java">(n) -> (n % 2) == 0

В этом примере, переменная n внутри скобок является параметром, переданном в лямбда-выражение. Тело лямбды принимает параметр и проверяет его на четность.

Пример 4: использование лямбда-выражения с параметрами

@FunctionalInterface interface MyInterface < // абстрактный метод String reverse(String n); >public class Main < public static void main( String[] args ) < // объявление ссылки на MyInterface // присвоение лямбда-выражения ссылке MyInterface ref = (str) ->< String result = ""; for (int i = str.length()-1; i >= 0 ; i--) result += str.charAt(i); return result; >; // вызов метода из интерфейса System.out.println("Lambda reversed = " + ref.reverse("Lambda")); > > 

Результат выполнения:

Lambda reversed = adbmaL

Параметризированный функциональный интерфейс

До этого момента, мы использовали функциональные интерфейсы, которые принимали только один тип значения. Например:

@FunctionalInterface interface MyInterface

Вышеупомянутый функциональный интерфейс принимает только String и возвращает String. Однако, мы можем сделать наш интерфейс универсальным, чтобы использовать с любым типом данных.

Пример 5: параметризированный интерфейс и лямбда-выражения

// Параметризированный интерфейс @FunctionalInterface interface GenericInterface  < // параметризированный метод T func(T t); >public class Main < public static void main( String[] args ) < // Объявление ссылки на параметризированный интерфейс // который принимает String // и присвоение ей лямбды GenericInterfacereverse = (str) -> < String result = ""; for (int i = str.length()-1; i >= 0 ; i--) result += str.charAt(i); return result; >; System.out.println("Lambda reversed = " + reverse.func("Lambda")); // Объявление ссылки на параметризированный интерфейс // который принимает Integer // и присвоение ей лямбды GenericInterface factorial = (n) -> < int result = 1; for (int i = 1; i ; System.out.println("factorial of 5 java">Lambda reversed = adbmaL factorial of 5 = 120 

В этом примере, мы создали параметризированный функциональный интерфейс GenericInterface, который содержит параметризированный метод func().

Затем, внутри класса Main:

• GenericInterface reverse – создает ссылку на интерфейс, который работает со String.
• GenericInterface factorial — создает ссылку на интерфейс, который работает с Integer.

Лямбда-выражения и Stream API

В JDK8 добавлен новый пакет java.util.stream, который позволяет java-разработчикам выполнять такие операции, как поиск, фильтрация, сопоставление, объединение или манипулирование коллекциями, к примеру Lists.

Например, у нас есть поток данных (в нашем случае список строк), где каждая строка содержит название страны и ее город. Теперь мы можем обработать этот поток данных и выбрать только города Непала.

Для этого мы можем использовать комбинацию Stream API и лямбда-выражений.

Пример 6: использование лямбд в Stream API

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class StreamMain < // объявление списка static Listplaces = new ArrayList<>(); // заполнение данными public static List getPlaces() < // добавление страны и города places.add("Nepal, Kathmandu"); places.add("Nepal, Pokhara"); places.add("India, Delhi"); places.add("USA, New York"); places.add("Africa, Nigeria"); return places; >public static void main( String[] args ) < ListmyPlaces = getPlaces(); System.out.println("Places from Nepal:"); // Фильтрация городов myPlaces.stream() .filter((p) -> p.startsWith("Nepal")) .map((p) -> p.toUpperCase()) .sorted() .forEach((p) -> System.out.println(p)); > > 

Результат выполнения:

Places from Nepal: NEPAL, KATHMANDU NEPAL, POKHARA 

В приведенном выше примере обратите внимание на это выражение:

myPlaces.stream() .filter((p) -> p.startsWith("Nepal")) .map((p) -> p.toUpperCase()) .sorted() .forEach((p) -> System.out.println(p)); 

Здесь мы используем такие методы, как filter(), map(), forEach() из Stream API, которые могут принимать лямбды в качестве параметра.

Также, мы можем описать собственные выражения на основе синтаксиса, описанного выше. Это позволит нам уменьшить количество строк кода.

• java 8
• lambda expressions
• stream api