由lambda表达式引发的思考

编程 Python Java

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 2020/08/29   Share

前言

lambda表达式不能说常用吧，但偶尔还是需要用到的。关于lambda表达式，是我学python的时候接触到的概念，仔细想想也有两年了。前段时间的面试有提到java中的lambda表达式，当时自己的回答还是比较笼统的，比如作为类似语法糖的存在，通常在比较器里面写，可以免写匿名类等等。我个人感觉回答的不是很好，那这篇文章就来讲讲我们一直在用的lambda表达式吧。

正文

概念

lambda表达式在很多语言中都有，那我个人比较熟悉的python与java中的lambda。那lambda表达式究竟是啥呢？根据百度百科的定义：

lambda表达式是一个匿名函数，基于数学中的λ演算得名，可以表示闭包。

这么说谁听得懂哦？没错，没有实践的概念都是天书。
那我们先来讲讲啥是匿名函数。

匿名函数

所谓匿名函数，正如字面所讲，就是没有名字的函数，正常我们在定义函数时，会定义它的名称，其他地方调用时直接用它的名称进行调用即可。
那如果我们只需要使用一次这个函数，并且不想给他取名，那这时我们就要用到匿名函数了。
所谓的lambda表达式就是匿名函数的一种表示方式。

python中的lambda表达式

正常我们在定义函数时会这么定义：

1 2	def f(x): return x + x

以上我们定义了一个有名称的函数，而如果使用lambda表达式的话

1	g = lambda x : x + x

那这两种定义函数的方式的功能都是一样的，那通常情况下我们不会把lambda表达式赋值给任何变量，这相当于可以使用这个变量调用匿名函数，就已经不符合匿名函数的定义。
那在python中使用到lambda表达式的场景有哪些呢？

最常见的当然就是一些python中的内置函数，比如作为比较器的时候，如sorted函数，sorted([1,2,3],key=lambda x : -x)，又比如map函数，map(lambda x: x+1, [1,2,3])。
那还有就是函数的返回可以是一个匿名函数，例如return lambda x,y : x*y，这个我比较少用。
还有就是可以通过lambda表达式将某个函数屏蔽，例如前端可以通过console.log = ()=>{}来屏蔽log输出，原因是把log函数给替换成了没有功能的函数，那python中也可以，比如time.sleep = lambda x : None，就可以屏蔽sleep函数。

Java中的lambda表达式

Java 8中支持了lambda表达式，那么带来的结果就是代码更加简洁。它的亮点就是可以替代匿名内部类。
java中的lambda表达式的语法如下：

1
2
3

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

在java 8之前假设要新建一个线程，在之前的文章我有写过，通常我们需要这么写：

new Thread(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
        // TODO 
    }
}).start();

那在java 8之后我们可以通过lambda表达式省去这个匿名runnable对象。

new Thread(
    () -> {
        System.out.println("hello");
    }
}).start();

当然，我们最常见的还是传入比较器的时候，例如在java 8之前，我们需要匿名内部类来重写比较器的compare方法。例如使用优先级队列需要建立堆时，

Queue<Integer> queue = new PriorityQueue<>(new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o2 - o1;
            }
        });

那这边ieda就会提示我是否转换为lambda表达式，我们转换一下

1	Queue<Integer> queue = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o2 - o1);

我们代码更加直观了。当然这得益于jvm自动帮助我们判断参数类型。
那为什么可以简写呢？其实我们可以直接跟进源码看看，首先是new Thread，我们可以发现Thread有个构造函数可以传入Runnable对象，而Runnable是一个接口；接着我们看PriorityQueue，也可以发现有个构造函数可以传入Comparator对象，而Comparator也是个接口。
所以不难猜测，其实能使用lambda表达式是因为有相应的构造函数与接口的存在。那书写后编译时，自动帮我们匹配进相应的构造函数，自动判断类型，等等。这就是lambda表达式所帮我们做的。

Java lambda表达式深入

那通过以上我们可以知道，lambda表达式其实作为的是一种类似语法糖的存在，可以更直观的书写代码。lambda表达式似乎与匿名内部类可以相互替换。但事实并非如此。
当我们书写一个匿名内部类时，在编译阶段我们可以发现发现多出了一个class文件，但我们使用lambda表达式后，只有一个class文件。
继续查看使用lambda表达式后编译的class文件，我们可以发现lambda表达式其实是被封装成主类的一个私有静态方法。
还有一点是this的使用，在匿名内部类中，this指向的是自己，而lambda表达式中，this指向的是外部类。

Java lambda表达式的性能问题

这个问题其实困扰了我很久，在网上找了许多文章，有说性能有损失，有说没差多少。那在我测试后发现，lambda表达式确确实实有一点性能上的损失，但是并不大。那在我做LeetCode的其中一道题目中使用到的优先级队列，那使用匿名内部类与使用lambda表达式的时间分别是40-60ms与600-700ms(大概)，所以也就是说在某些用例上面，lambda确实是慢于匿名内部类的。
那关于这个问题，如果之后还有遇到会单独写写文章还有测试方法。

总结

这篇文章讲了什么是lambda表达式以及在python和java中的常用方法。那在python中，由于这门语言本身就追求简洁与方便，所以在大部分函数中传入lambda表达式本身就是十分省事的存在，并且不会把函数定义写入整个文件中，从而污染环境。
在java中，其实我个人倾向于把lambda表达式看做是一种语法糖，减少书写量，因为它能做到大部分匿名内部类的所能做的事，从代码简洁性来看肯定是更好的。
那函数式编程越加火热的今天，lambda表达式作为函数式编程的一份子，肯定是会有越来越多语言支持，甚至当成主要书写方式。

原文作者：Zer0e

原文链接：https://re0.top/2020/08/29/lambda/

发表日期：August 29th 2020, 3:00:00 pm

更新日期：August 29th 2020, 4:04:15 pm

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