Java 中的 Lambda 表达式和 JDK 21 新特性详解

前言

Java 8 引入了 Lambda 表达式，极大地简化了代码编写，提高了开发效率。随着 JDK 21 的发布，Java 继续扩展和优化了 Lambda 表达式的功能，使其更加灵活和强大。本文将详细介绍 Java 中 Lambda 表达式的基本语法、类型推断、方法引用，并结合 JDK 21 的新特性，帮助读者更好地理解和使用这些功能。

1. Lambda 表达式的基本语法

Lambda 表达式是一种简洁的匿名函数表示法，其基本语法如下：

(parameters) -> expression
(parameters) -> { statements; }

1.1 无参、无返回值

Runnable runnable = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");
runnable.run();

1.2 有参、无返回值

Consumer<String> consumer = (String s) -> System.out.println(s);
consumer.accept("Hello, World!");

1.3 有参、有返回值

Function<Integer, Integer> function = (Integer x) -> x * 2;
int result = function.apply(5);
System.out.println(result); // 输出 10

2. 类型推断

Lambda 表达式中的参数类型可以由编译器自动推断，因此通常可以省略参数类型。

Comparator<String> comparator = (a, b) -> a.compareTo(b);

3. 方法引用

方法引用是一种更简洁的表示 Lambda 表达式的方式，适用于已经有现成方法可以重用的情况。

3.1 引用对象的方法

User user = new User("Alice");
Consumer<String> consumer = user::sayHello;
consumer.accept("Bob");

3.2 引用类的静态方法

Comparator<Integer> comparator = Integer::compare;

3.3 引用类的实例方法

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
names.sort(String::compareToIgnoreCase);

3.4 构造器引用

Supplier<User> supplier = User::new;
User user = supplier.get();

4. JDK 21 的新特性

JDK 21 继续扩展和优化了 Lambda 表达式的功能，以下是一些值得关注的新特性。

4.1 类型安全的 Lambda 表达式

JDK 21 引入了类型安全的 Lambda 表达式支持，进一步简化了类型推断，使代码更加简洁。

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange");// 使用之前的 Lambda 表达式
list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(System.out::println);// 使用 JDK 21 的类型安全 Lambda 表达式，这里编译器可以更好地推断类型
list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(System.out::println);

4.2 默认方法的支持

在 JDK 8 中引入了接口中的默认方法，JDK 21 继续优化了这些功能，使得 Lambda 表达式可以更灵活地与默认方法结合使用。

@FunctionalInterface
interface Task {void perform();default void log() {System.out.println("Task performed");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Task task = () -> System.out.println("Performing task...");task.perform();task.log();}
}

5. 注意事项

5.1 函数式接口

Lambda 表达式只能用于函数式接口，即接口中只有一个抽象方法的接口。可以使用 @FunctionalInterface 注解来确保接口符合要求。

@FunctionalInterface
interface MyFunction {int apply(int x, int y);
}

5.2 方法引用的限制

方法引用中的方法必须与 Lambda 表达式的目标类型相匹配。如果方法签名不匹配，编译器会报错。

6. 示例代码

6.1 使用 Lambda 表达式进行排序

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Comparator;public class Main {public static void main(String[] args) {List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");// 使用 Lambda 表达式进行排序names.sort((a, b) -> a.compareTo(b));// 使用方法引用进行排序names.sort(String::compareTo);// 打印排序后的列表names.forEach(System.out::println);}
}

6.2 使用 Lambda 表达式进行过滤和映射

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;public class Main {public static void main(String[] args) {List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);// 过滤偶数并平方List<Integer> squaredEvenNumbers = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).map(n -> n * n).collect(Collectors.toList());// 打印结果squaredEvenNumbers.forEach(System.out::println);}
}