Java 8 中的方法引用，輕鬆減少程式碼量，提升可讀性！

  • 2020 年 12 月 8 日
  • 筆記

1. 引言

Java8中最受廣大開發中喜歡的變化之一是因為引入了 lambda 表達式，因為這些表達式允許我們放棄匿名類，從而大大減少了樣板程式碼，並提高了可讀性。
方法引用是lambda表達式的一種特殊類型。它們通常通過引用現有方法來創建簡單的lambda表達式。

方法引用包括以下四種類型：

  • 靜態方法
  • 特定對象的實例方法
  • 特定類型的任意對象的實例方法
  • 構造方法

在本篇文章中，我們將探討Java中的方法引用。

2. 引用靜態方法

We'll begin with a very simple example, capitalizing and printing a list of Strings:

我們從一個非常簡單的示例開始，字元串轉成大寫並列印：

List<String> messages = Arrays.asList("hello", "baeldung", "readers!");

我們可以通過簡單的lambda表達式直接調用 StringUtils.capitalize() 方法：

messages.forEach(word -> StringUtils.capitalize(word));

或者，我們可以使用方法引用來簡單地引用 capitalize 靜態方法：

messages.forEach(StringUtils::capitalize);

注意，方法引用應使用::運算符。

3. 引用特定對象的實例方法

為了演示這種類型的方法引用，我們新建以下這兩個類：

public class Bicycle {
 
    private String brand;
    private Integer frameSize;
    // standard constructor, getters and setters
}
 
public class BicycleComparator implements Comparator {
 
    @Override
    public int compare(Bicycle a, Bicycle b) {
        return a.getFrameSize().compareTo(b.getFrameSize());
    }
 
}

創建一個 BicycleComparator 對象來比較自行車尺寸：

BicycleComparator bikeFrameSizeComparator = new BicycleComparator();

我們可以使用lambda表達式按尺寸大小對自行車進行排序，但需要指定兩個自行車實例進行比較：

createBicyclesList().stream()
  .sorted((a, b) -> bikeFrameSizeComparator.compare(a, b));

我們可以使用方法引用讓編譯器把句柄參數傳遞給我們：

createBicyclesList().stream()
  .sorted(bikeFrameSizeComparator::compare);

4. 引用特定類型任意對象的實例方法

這種類型的方法引用與前面的示例類似，但不必創建自定義對象來執行比較。

讓我們創建一個要排序的Integer 整數列表：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(5, 3, 50, 24, 40, 2, 9, 18);

如果我們使用經典的 lambda 表達式，這兩個參數都需要顯式傳遞，而使用方法引用則要簡單得多：

numbers.stream()
  .sorted((a, b) -> a.compareTo(b));
numbers.stream()
  .sorted(Integer::compareTo);

儘管它仍然是一行程式碼，但是方法引用更容易閱讀和理解。

5. 引用構造函數

我們可以像在第一個例子中引用靜態方法一樣引用構造函數。唯一區別是需要使用new關鍵字。
現在我們用不同品牌的String列表創建一個Bicycle數組：

List<String> bikeBrands = Arrays.asList("Giant", "Scott", "Trek", "GT");

首先，我們將向Bicycle類添加一個新的構造函數：

public Bicycle(String brand) {
    this.brand = brand;
    this.frameSize = 0;
}

接下來，我們將使用方法引用中的新構造函數，並從原始的String列表中生成一個Bicycle數組：

bikeBrands.stream()
  .map(Bicycle::new)
  .toArray(Bicycle[]::new);

注意如何使用方法引用調用Bicycle和Array構造函數，從而使程式碼看起來更加簡潔明了。

6. 其他示例和限制

目前為止，方法引用是一個使程式碼非常清晰和易讀的好方法。但是，我們不能用它們來代替各種lambda表達式，因為它們有一些局限性。

它們的主要局限性是由於它們最大的優點：前一個表達式的輸出需要與引用的方法聲明的輸入參數匹配。

看看這個限制的例子：

createBicyclesList().forEach(b -> System.out.printf(
  "Bike brand is '%s' and frame size is '%d'%n",
  b.getBrand(),
  b.getFrameSize()));

這個簡單的例子不能用方法引用來表示，因為在我們的例子中，printf 方法需要3個參數，而使用createBicyclesList().forEach()只允許方法引用一個參數（Bicycle對象）。

最後，我們研究下，如何創建一個可以從lambda表達式引用的no-operation函數。

在本例中，我們希望使用lambda表達式而不使用其參數。

首先，創建 doNothingAtAll 方法：

private static <T> void doNothingAtAll(Object... o) {
}

因為這是一個varargs方法，它可執行在任意 lambda 表達式中，而不管引用的對象或參數的數量。我們看看它的作用：

createBicyclesList()
  .forEach((o) -> MethodReferenceExamples.doNothingAtAll(o));

7. 總結

在這篇文章中，我們學習了Java中的方法引用，以及如何使用它們來替換lambda表達式，從而提高了可讀性並闡明編程的意圖。

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