初試 Lambda

June 24, 2022

來看個匿名類別的應用場合，舉例而言，將名稱依長度進行排序：

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, new Comparator<String>() {
    public int compare(String name1, String name2) {
        return name1.length() - name2.length();
    }
});

匿名類別

Arrays 的 sort 方法可以用來排序，只不過，你得告訴他兩個元素比較時順序為何，sort 規定你得實作 java.util.Comparator 來說明這件事，然而那個匿名類別的語法有些冗長，如果想稍微改變一下 Arrays.sort 該行的可讀性，可以如下：

Comparator<String> byLength = new Comparator<String>() { 
    public int compare(String name1, String name2) {
        return name1.length() - name2.length();
    }
};

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, byLength);

透過變數 byLength，確實是可以讓排序的意圖清楚許多，只是實作 java.util.Comparator 時的匿名類別時依舊冗長，有太多重複的資訊。

Lambda 運算式

例如，宣告 byLength 時已經寫了一次 Comparator<String> ，為什麼實作匿名類別時又得寫一次 Comparator<String>？使用 Lambda 特性的話，可以寫為：

Comparator<String> byLength = (String name1, String name2) -> name1.length() - name2.length();

重複的 Comparator<String> 資訊從等號右邊去除了，而因為這個匿名類別只有一個方法要實作，因此實際上從等號左邊的 Comparator<String> 宣告就可以知道，實際上是要實作 Comparator<String> 的 compare 方法。

仔細看看，還有重複的資訊，既然宣告變數時使用了 Comparator<String>，為什麼的參數上又得宣告一次 String？確實不用，因為編譯器確實可以從變數的宣告型態得知這個資訊，因此可以再簡化為：

Comparator<String> byLength = (name1, name2) -> name1.length() - name2.length();

等號右邊的運算式是夠簡短了，將它直接放到 Arrays 的 sort 方法中：

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, (name1, name2) -> name1.length() - name2.length());

因為編譯器可以從 names 推斷，sort 方法的第二個參數型態實際上就是 Comparator<String>，因而 name1 與 name2 還是不用宣告型態；跟一開始的匿名類別寫法相比較，這邊的程式碼確實是簡潔許多，那麼，Lambda 只是匿名類別的語法蜜糖嗎？不！還有許多細節會在後續介紹，現在還是先集中重複性的去除與可讀性的改善。

方法參考

如果你在許多地方，都會有依字串長度排序的需求，那你會怎麼做？如果是同一個方法內，那麼就像之前，用個 byName 區域變數吧！如果是多個方法間要共用，那就用個 byName 的值域（Field）成員吧！因為 byName 要參考的實例沒有狀態問題，因而宣告為 static 比較適合，如果要在多個類別之間共用，那麼就設定為 public static 如何？例如：

package cc.openhome;

public class StringOrder {
    public static int byLength(String s1, String s2) {
        return s1.length() - s2.length();
    }
 
    public static int byLexicography(String s1, String s2) {
        return s1.compareTo(s2);
    }
 
    public static int byLexicographyIgnoreCase(String s1, String s2) {
        return s1.compareToIgnoreCase(s2);
    }
}

這次你聰明一些了，將一些字串排序時可能的方式都定義出來了，原本的依名稱長度排序就可以改寫為：

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, (name1, name2) -> StringOrder.byLength(name1, name2));

也許你發現了，除了方法名稱之外，byLength 方法的簽署與 Comparator 的 compare 方法相同，我們只是在 Lambda 運算式中將參數 s1 與 s2 傳給 byLength 方法，這不是重複是什麼？可以直接重用byLength方法的實作不是更好嗎？方法參考（Method reference）的特性可以達到這個目的：

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, StringOrder::byLength);

方法參考在重用現有 API 扮演了重要的角色。重用現有的方法實作，可避免到處寫下 Lambda 運算式。上面的例子是運用了方法參考中的一種形式，參考了 static 方法。

現在來看看另一個需求，如果想依字典順序排序名稱呢？因為你已經定義了 StringOrder，也許你會這麼撰寫：

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, StringOrder::byLexicography);

嗯！？仔細看看，StringOrder 的 byLexicography，只不過是呼叫 String 的 compareTo 方法，也就是將第一個參數 s1 作為 compareTo 主詞，第二個參數 s2 作 compareTo 方法的受詞，在這種情況下，其實我們可以直接參考 String 類別的 compareTo 方法，例如：

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, String::compareTo);

類似地，想對名稱按照字典順序排序，但忽略大小寫差異，也不用再透過 StringOrder 的 static 方法了，只要直接參考 String 的 compareToIgnoreCase 方法：

String[] names = {"Justin", "caterpillar", "Bush"};
Arrays.sort(names, String::compareToIgnoreCase);

可輕易觀察到，方法參考不僅避免了重複撰寫 Lambda 運算式，也可以讓程式碼更為清楚。

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