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Java 10 将带来升级版的 Lambda

2017 年 1 月 22 日

一个新的JEP 将用于增强lambda 功能,提出的更改包括更好的消岐、对未使用的参数用下划线标注和外部变量的跟踪。虽然这些更改会使Java 中的lambda 表达式更类似于其它语言,但是初步讨论表明大家都不同程度地支持这个方案。这个JEP 补充了一系列其他建议来改进Java 语言,包括局部变量类型推断增强的枚举,所有这些改进都可能出现在Java 10 中。

尽管上述三个更改都与lambda 功能有关,但它们之间是相互独立的,其中一些可能会被舍弃,而其他的则取决于反馈情况。因此,我们将在本文中单独解释它们。

更好的消歧

当在Java 8 中添加lambda 功能时,必须修改类型推断以支持它们。然而,过去进行的更改并没有达到预期的效果,部分原因是担心这些更改会使第一次接触lambda 的开发者感到困惑。但是,从这一点来说,情况似乎正在改变,并且如果上下文提供了充足的信息,而编译器无法推断lambda 的类型时,一些开发者会感到沮丧。以下例子说明了lambda 类型推断如何工作:

复制代码
// Case 1: 推断为 Predicate <String> 的 lambda 类型
// 第一个重载方法将被调用
private void m(Predicate<String> ps) { /* ... */ }
private void m(Function<String, String> fss) { /* ... */ }
private void callingM() {
m((String s) -> s.isEmpty());
}
// Case 2: 没有足够的信息来独立地推断 lambda 的类型
// 不过 m2 没有被重载
// 将方法参数的签名应用于 lambda 来推断
// s 是 String 类型并且 s.length() 返回 Integer 类型
private void m2(Function<String, Integer> fsi) { /* ... */ }
private void callingM2() {
m2(s -> s.length());
}
// Case 3: 没有足够的信息来独立地推断 lambda 的类型
// m3 是重载的,但不同的版本有不同的参数数量
// 只有第一个版本和 parameters (1) 的数量匹配
// 将方法参数的签名应用于 lambda 来推断
// s 是 String 类型并且 s.length() 返回 Integer 类型
private void m3(Function<String, Integer> fsi) { /* ... */ }
private void m3(Function<String, Integer> fsi, String s) { /* ... */ }
private void callingM3() {
m3(s -> s.length());
}
// Case 4: 没有足够的信息来独立地推断 lambda 的类型。
// m4 的多个重载版本具有相同数量的可用参数
// Ambiguous call, ERROR
private void m4(Predicate<String> ps) { /* ... */ }
private void m4(Function<String, String> fss) { /* ... */ }
private void callingM4() {
m4(s -> s.isEmpty());
}

然而,对于最后一种情况来说,有足够的信息来判断 m4 的第一个重版本就是被调用的那个,尽管编译器当下并没有使用该信息。根据新建议,编译器可以按照以下步骤来解决歧义:

  1. 这两种可能性都假定 lambda 的参数是一个 _String_,所以 _s_ 可以被认为是 _String_ 类型
  2. 现在我们知道 _s_ 是一个 _String_,我们知道方法 _String.isEmpty()返回 _boolean
  3. 由于 lambda 返回 _boolean_,_m4_ 的第二个变体不匹配,因此它被舍弃
  4. 只剩下一个选项就是 _m4_ 的第一个变体,它与 lambda 的推断类型匹配,因此使用第一个变体

类似的论证也可以应用于方法引用。

用下划线表示未使用的参数

某些情况下,我们希望得到具有多个参数的 lambda 表达式,尽管不会使用所有的参数,但这要求开发者使用指示性名称来表示未使用的参数。这个更改将允许使用下划线来表示未使用的参数。

复制代码
Function<String, Integer> noneByDefault = notUsed -> 0; // 目前
Function<String, Integer> noneByDefault = _ -> 0; // 建议

这是一个其他几种语言都有的功能,如 Scala、Ruby 或 Prolog,但是,在 Java 中这不能轻易地实现,因为直到 Java 7,下划线仍然是一个有效的标识符,它可以在代码其它地方使用。为了引入这种更改而不需要重写大量的代码,这一功能需要逐步完善:

  1. Java 8:当下划线用作标识符时,会发出警告,阻止开发人员使用它 ; 下划线不允许作为 lambda 中的标识符(这不会导致任何向后不兼容问题,因为在 Java 8 之前的版本并没有 lambda 功能)。
  2. Java 9:Java 8 中的警告变为错误,确保将使用下划线作为标识符从 Java 代码语料库中删除。
  3. Java 10(或更高版本):下划线作为标识符重新引入,但仅适用于 lambda 表达式中未使用的参数。

通过初步的讨论来看,对这一更改的意见似乎并不一致 ; 一些用户喜欢新建议的简洁性,但另一些用户喜欢使用明确的名称。在进一步的讨论中可能达成共识。

参数的隐藏

这也许是新提出的功能中最有争议的一个。当前 lambda 参数不允许影响外部变量,意味着参数名称必须不同于当前作用域中可访问的任何变量 ; 这与其他包含作用域保持一致,比如 _while_ 循环或 _if_ 语句:

复制代码
String s = "hello";
if(finished) {
String s = "bye"; // 错误,s 已经定义
}
Predicate<String> ps = s -> s.isEmpty(); // 错误,s 已经定义

如果建议的更改继续下去,lambda 参数将能够重复使用和隐藏现有标识符。在某些情况下,这可能有利于用户,也就是说他们不需要使用其他不太直接的名称作为他们的 lambda 参数名称(上面的例子通常会被重写为 _s2 - > s2.isEmpty()_),但是,就像国际知名演讲者 Roy Van Rijn提出的那样,它也可能引入微小的错误:

复制代码
Map<String, Integer> map = /* ... */
String key = "theInitialKey";
map.computeIfAbsent(key, _ -> {
String key = "theShadowKey"; // shadow variable
return key.length();
});

目前,上述代码是不被允许的,但根据新提案这也可能是对的。如果标记为“shadow variable”的行被删除,代码将仍然可以编译和运行,但它会做完全不同的事情。

为了评估上述更改是否将被引入 Java 以及将以什么形式引入,他们还将进行更多的讨论。然而,毫无疑问的是,在 Java 8 中引入 lambda 只是未来 Java 语言的众多改进的第一步。

查看英文原文: Java 10 Could Bring Upgraded Lambdas


感谢薛命灯对本文的审校。

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2017 年 1 月 22 日 18:006886

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