Java lambda 表达式、强制转换和比较器

Question

我在查看Map 接口的Java 源代码时遇到了这个小sn-p 代码：

    /**
     * Returns a comparator that compares {@link Map.Entry} in natural order on value.
     *
     * <p>The returned comparator is serializable and throws {@link
     * NullPointerException} when comparing an entry with null values.
     *
     * @param <K> the type of the map keys
     * @param <V> the {@link Comparable} type of the map values
     * @return a comparator that compares {@link Map.Entry} in natural order on value.
     * @see Comparable
     * @since 1.8
     */
    public static <K, V extends Comparable<? super V>> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByValue() {
        return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
            (c1, c2) -> c1.getValue().compareTo(c2.getValue());
    }

从方法声明中我知道这是一个通用方法，它返回一个 Comparator 类型，该类型要么从传递给它的映射条目中推断出来，要么在方法中显式提供。

真正让我失望的是返回值。看来 lambda 表达式

(c1, c2) -> c1.getValue().compareTo(c2.getValue());

被显式转换为Comparator<Map.Entry<K, V>>。是这样吗？

我还注意到明显的演员阵容包括& Serializable。我以前从未见过在强制转换中与类结合的接口，但它在编译器中看起来像以下有效：

((SubClass & AnInterface) anObject).interfaceMethod();

虽然以下不起作用：

public class Foo {
    public static void main(String[] args) {
        Object o = new Foo() {
            public void bar() {
                System.out.println("nope");
            }
        };
        ((Foo & Bar) o).bar();
    }   
}

interface Bar {
    public void bar();
}

那么，两个问题：

1. 将接口添加到强制转换应该如何工作？这是否只是强制执行接口方法的返回类型？

2. 您能否将 Lambda 表达式转换为 Comparator？他们还能扮演什么角色？或者 lambda 表达式本质上只是一个Comparator？有人可以澄清所有这些吗？

Answer 1

虽然彼得给出了一个很好的答案，但让我添加更多以进一步清楚。

一个 lambda 只在初始化时才得到它的精确类型。这取决于目标类型。例如：

Comparator<Integer> comp = (Integer c1, Integer c2) -> c1.compareTo(c2);
BiFunction<Integer, Integer, Integer> c = (Integer c1, Integer c2) -> c1.compareTo(c2);
Comparator<Integer> compS = (Comparator<Integer> & Serializable) (Integer c1, Integer c2) -> c1.compareTo(c2);

在所有 3 种情况下，它都高于相同的 lambda，但它根据您提供的引用类型获取其类型。因此，您可以在每种情况下将相同的 lambda 设置为 3 种不同的类型。

但是请注意，一旦设置了类型（在初始化时），就不能再更改它。它在字节码级别被吸收。所以很明显你不能将c 传递给一个需要Comparator 的方法，因为一旦初始化它们就像普通的java 对象一样。 （您可以看看这个class 来玩转并随时随地生成 lambda）

---

所以在以下情况下：

(Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
            (c1, c2) -> c1.getValue().compareTo(c2.getValue());

lambda 被初始化为它的目标类型为 Comparator 和 Serializable。注意方法的返回类型只是Comparator，但是因为Serializable在初始化时也被写入了，所以即使在方法签名中丢失了这个消息，它也总是可以被序列化。

现在请注意，转换为 lambda 与 ((Foo & Bar) o).bar(); 不同。在 lambda 的情况下，您将使用其类型作为声明的目标类型来初始化 lambda。但是使用((Foo & Bar) o).bar();，您将变量o 类型转换为Foo 和Bar。在前一种情况下，您正在设置类型。在后一种情况下，它已经有一个类型，而您正在尝试将其转换为其他类型。因此，在以前，它会抛出 ClassCastException，因为它无法将 o 转换为 Bar

向演员表添加接口应该如何工作？

对于对象，就像平常一样。对于 lambda，如上所述。

这只是强制接口方法的返回类型吗？

没有。 Java 没有Structural Types。所以没有特殊类型基于方法。它只是尝试将o 转换为SO1 和Bar 并且由于后者而失败

您可以将 Lambda 表达式转换为 Comparator 吗？他们还能扮演什么角色？或者 lambda 表达式本质上只是一个比较器？有人可以澄清所有这些吗？

如上所述。一个 lambda 可以初始化为任何 FunctionalInterface，基于所有接口都适合该 lambda。在上面的例子中，你显然不能将(c1, c2) -> c1.compareTo(c2) 初始化为Predicate

Answer 2

根据Java Language Specification，强制转换运算符（括号中的内容）可以是一个ReferenceType，后跟一个或多个附加绑定项，即一个或多个接口类型。此外，规范还指出，如果操作数的编译时类型可能永远不会根据强制转换规则强制转换为强制转换运算符指定的类型，则会出现编译时错误。

在您的情况下，Foo 没有实现 Bar，但这一事实在编译时可能并不明显，因此您会得到一个 ClassCastException，因为尽管匿名类中定义的方法与定义的方法具有相同的签名在Bar 中，对象没有显式实现Bar。此外，匿名类中定义的方法是隐藏的，除非在与定义它们时相同的语句中调用，即

new MyClass() {
  void doSomethingAwesome() { /* ... */ }
}.doSomethingAwesome();

有效，但这不起作用：

MyClass awesome = new MyClass() {
  void doSomethingAwesome() { /* ... */ }
};
// undefined method, does not compile!
awesome.doSomethingAwesome();

Answer 3

将接口添加到演员应该如何工作？

这具有强制转换的语法，但它实际上是定义您通过类型接口创建的 lambda 的类型。 IE。您不是在创建一个对象的实例，然后将其转换为另一种类型。

这只是强制接口方法的返回类型吗？

这实际上定义了 lambda 将在运行时构建的类型。有一个LambdaMetaFactory在运行时获取该类型，如果该类型包含Serializable，则生成额外代码。

您可以将 Lambda 表达式转换为 Comparator 吗？

您只能将引用转换为对象已经存在的类型。在这种情况下，您定义要创建的 lambda 必须是 Comparator。你可以使用任何只有一个抽象方法的类型。

或者 lambda 表达式本质上只是一个比较器？

相同的 lambda 代码可以在不同的上下文和不同的接口中使用（复制+粘贴）而无需更改。它不一定是Comparator，正如您将在 JDK 的许多其他示例中看到的那样。

我觉得有趣的是Stream 上的count 方法。