Lambda

Лямбда представляє набір інструкцій, які можна виділити в окрему змінну та багаторазово викликати в різних місцях програми.

Основу лямбда-виразу становить лямбда-оператор, який представляє стрілку ->.

Синтаксис лямбда-виразу має вигляд:

параметри -> {тіло функції}.

Типи параметрів можна опускати.

Приклад:

p -> return p.getGender() == Person.Sex.MALE

&& p.getAge() >= 18

&& p.getAge() <= 25

Функція як параметр

У багатьох мовах функцію можна передавати як параметр.

• Динамічне визначення типу:

JavaScript, Lisp, Sceme, …

• Сувора типізація:

Ruby, Scala, …

• Функціональний підхід дає змогу писати коротший та результативний код.

JavaScript:

var testStrings = [“one”, “two”, “three”, “four”];

testString.sort(function(s1, s2) {

return (s1.length – s2.length) ;

} );

Переваги лямбда-виразів

Основні переваги:

• лаконічний і виразний код.

Переваги лямбда-виразів

Додаткові переваги:

• Функціональний підхід: багато класів завдань розв'язуються простіше, код стає легким для читання, що спрощує його супровід.

Лямбда-вираз не виконується само собою, а утворює реалізацію методу, визначеного у функціональному інтерфейсі або SAM-інтерфейсом (Single Abstract Method).

Водночас важливо, що функціональний інтерфейс має містити лише один метод без реалізації.

Сортування рядків за довжиною

String[] testStrings = {"one", "two", "three", "four"};

Було:

Arrays.sort(testStrings, new Comparator() {

public int compare(String s1, String s2) {

return(s1.length() - s2.length());

}

});

Стало:

Arrays.sort(testStrings, (s1, s2) -> s1.length() – s2.length());

Правила лямбда:

Виведення типів:

• У списку аргументів можна нехтувати вказівкою типів.

• Загальний вигляд λ-виразу. (Тип1 var1, тип2 var2 ...) -> { тіло методу }

• λ-вираз із виведенням типів. (var1, var2 ...) -> { тіло методу }

Дужки:

• Якщо метод залежить від одного аргументу, можна опустити дужки.

• У такому разі тип аргументу не вказується.

• Було: (varName) -> someResult()

• Стало: varName -> someResult()

Області видимості змінних

• Лямбда-вирази використовують статичні області дії змінних.

Висновки:

• Ключове слово this посилається на зовнішній клас, а не на анонімний (той, в який перетворюється лямбда-вираз).

• Немає змінної OuterClass.this.

• Поки лямбда всередині вкладеного класу.

• Лямбда не може створювати нові змінні з такими ж іменами як метод, що викликав лямбда.

• Лямбда може посилатися (але не змінювати) локальні змінні з навколишнього коду.

• Лямбда може звертатися (і змінювати) змінні екземпляри навколишнього класу.

Області видимості змінних

Помилка: повторне використання імені змінної

double x = 1.2;

someMethod(x -> doSomethingWith(x));

Помилка: повторне використання імені змінної

double x = 1.2;

someMethod(y -> { double x = 3.4; ... });

Помилка: лямбда змінює локальну змінну

double x = 1.2;

someMethod(y -> x = 3.4);

Зміна змінної екземпляра private

double x = 1.2;

public void foo() { someMethod(y -> x = 3.4);}

Ім'я змінної в лямбда збігається з ім'ям змінної екземпляра

private double x = 1.2; public void bar() {

someMethod(x -> x + this.x);

}

Інтерфейси

• java.util.function містить багато інтерфейсів різного призначення.

• Наприклад, прості інтерфейси:

• IntPredicate, LongUnaryOperator, DoubleBinaryOperator.

• А також узагальнені:

• Predicate<T> — аргумент T, повертає boolean.

• Function<T,R> — аргумент T, повертає R.

• Consumer<T> — аргумент T, нічого не повертає (void).

• Supplier<T> — немає аргументів, повертає T.

• BinaryOperator<T> — 2 аргументи T і T, повертає T.

Анотація

@FunctionalInterface

• Відстежує помилки під час компіляції.

• Якщо розробник додасть другий абстрактний метод до інтерфейсу, інтерфейс не буде скомпільований.

• Описує суть інтерфейсу.

• Повідомляє іншим розробникам, що цей інтерфейс використовуватиметься з лямбда-виразами.

• Анотація не обов'язкова.

Використання значень

• Лямбда-вирази можуть посилатися на змінні, які не оголошені як final (але значення таким змінним можна присвоїти лише один раз).

• Такі змінні називаються ефективно фінальними (їх можна коректно оголосити як final).

• Також можна посилатися на змінні змінні екземпляра: «this» у лямбда-виразі посилається на головний клас (не вкладений, який створюється для лямбда-виразу).

Посилання на методи

Посилання на методи можна використовувати у лямбда-виразах.

Якщо є метод, сигнатура якого збігається з сигнатурою абстрактного методу функціонального інтерфейсу, можна використовувати посилання:

Методи, що повертають лямбда

• Метод може повертати лямбда-вираз (насправді об'єкт, який реалізує функціональний інтерфейс).

• В інтерфейсах Predicate, Function, Consumer є інтегровані методи, що повертають лямбда-вираз.

Predicate isRich = e -> e.getSalary() > 200000;

Predicate isEarly = e -> e.getEmployeeId() <= 10;

allMatches(employees,isRich.and(isEarly))

Методи інтерфейсу Predicate

• and як аргумент приймає Predicate, повертає Predicate, у якому метод test повертає true, якщо обидва вихідні об'єкти Predicate повертають true для заданих аргументів. Метод за замовчуванням.

• or як аргумент приймає Predicate, повертає Predicate, в якому метод test повертає true, якщо хоча б один із вихідних об'єктів Predicate повертає true для заданих аргументів. Метод за замовчуванням.

• negate – метод без аргументів. Повертає Predicate, в якому метод test повертає заперечення значення, яке повертається, вихідного об'єкта Predicate. Метод за замовчуванням.

• isEqual приймає як аргумент Object, повертає Predicate, у якому метод test повертає true, якщо об'єкт Predicate еквівалентний аргументу Object. Статичний метод.

Приклад Predicate

Predicate isRich = e -> e.getSalary() > 200000;

Predicate isEarly = e -> e.getEmployeeId() <= 10;

System.out.printf("Заможні: %s.%n", allMatches(employees, isRich));

System.out.printf("Найняті раніше: %s.%n", allMatches(employees, isEarly));

System.out.printf("Заможні або найняті раніше: %s.%n", allMatches(employees, isRich.or(isEarly)));

System.out.printf("Незаможні: %s.%n", allMatches(employees, isRich.negate()));

Методи інтерфейсу Function

• compose – f1.compose(f2) означає спочатку виконати f2 і потім передати результат f1. Метод за замовчуванням.

• andThen – f1.andThen (f2) означає спочатку виконати f1 і потім передати результат f2. Тобто f2.andThen(f1) – це те саме, що f1.compose(f2). Метод за замовчуванням.

• identity створює функцію, у якої метод apply повертає аргумент без змін. Статичний метод.

Методи інтерфейсу Consumer

• and як аргумент приймає Predicate, повертає Predicate, у якому метод test повертає true, якщо обидва вихідні об'єкти Predicate повертають true для заданих аргументів. Метод за замовчуванням.

• or як аргумент приймає Predicate, повертає Predicate, в якому метод test повертає true, якщо хоча б один із вихідних об'єктів Predicate повертає true для заданих аргументів. Метод за замовчуванням.

• negate – метод без аргументів. Повертає Predicate, в якому метод test повертає заперечення значення, яке повертається, вихідного об'єкта Predicate. Метод за замовчуванням.

• isEqual приймає як аргумент Object, повертає Predicate, у якому метод test повертає true, якщо об'єкт Predicate еквівалентний аргументу Object. Статичний метод.

• andThen – f1.andThen(f2) повертає Consumer, який передає аргумент f1 (тобто його методу accept), після цього передає аргумент f2. Метод за замовчуванням.

• Різниця методів у Consumer і Function:

• У методі andThen Consumer аргумент передається методу accept до f1, а потім той же аргумент передається в f2.

• У методі andThen з Function аргумент передається методу apply з f1, а потім отриманий результат передається в метод apply з f2.

Інтерфейс Supplier

• T get() дає змогу задати «функцію» без аргументів і повертає T. та виконує деякий побічний ефект.

• Синтаксис

Supplier maker1 = Employee::new;

Supplier maker2 = () -> randomEmployee();

Employee e1 = maker1.get();

Employee e2 = maker2.get();

Інтерфейс BinaryOperation