Question

Java 8引入了Lambda Expressions和Type Annotations。

使用类型注释，可以定义Java注释，如下所示：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE_USE)
public @interface MyTypeAnnotation {
    public String value();
}

然后可以在任何类型引用上使用此注释，例如：

Consumer<String> consumer = new @MyTypeAnnotation("Hello ") Consumer<String>() {
    @Override
    public void accept(String str) {
        System.out.println(str);
    }
};

这是一个完整的示例，它使用此注释打印“Hello World”：

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.AnnotatedType;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

public class Java8Example {
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE_USE)
    public @interface MyTypeAnnotation {
        public String value();
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("World!", "Type Annotations!");
        testTypeAnnotation(list, new @MyTypeAnnotation("Hello ") Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String str) {
                System.out.println(str);
            }
        });
    }

    public static void testTypeAnnotation(List<String> list, Consumer<String> consumer){
        MyTypeAnnotation annotation = null;
        for (AnnotatedType t : consumer.getClass().getAnnotatedInterfaces()) {
            annotation = t.getAnnotation(MyTypeAnnotation.class);
            if (annotation != null) {
                break;
            }
        }
        for (String str : list) {
            if (annotation != null) {
                System.out.print(annotation.value());
            }
            consumer.accept(str);
        }
    }
}

输出将是：

Hello World! 
Hello Type Annotations!

在Java 8中，还可以使用lambda表达式替换此示例中的匿名类：

public static void main(String[] args) {
    List<String> list = Arrays.asList("World!", "Type Annotations!");
    testTypeAnnotation(list, p -> System.out.println(p));
}

但是由于编译器推断出lambda表达式的Consumer类型参数，因此不再能够对创建的Consumer实例进行注释：

testTypeAnnotation(list, @MyTypeAnnotation("Hello ") (p -> System.out.println(p))); // Illegal!

可以将lambda表达式转换为Consumer，然后注释转换表达式的类型引用：

testTypeAnnotation(list,(@MyTypeAnnotation("Hello ") Consumer<String>) (p -> System.out.println(p))); // Legal!

但这不会产生所需的结果，因为创建的Consumer类不会使用强制转换表达式的注释进行注释。输出：

World!
Type Annotations!

两个问题：

有没有办法注释lambda表达式，类似于注释相应的匿名类，所以在上面的例子中得到了预期的“Hello World”输出？
在示例中，我执行了强制转换lambda表达式并注释了转换类型：是否有任何方法可以在运行时接收此批注实例，或者这样的批注是否始终隐式限制为RetentionPolicy.SOURCE？

已经使用javac和Eclipse编译器测试了这些示例。

更新

我尝试了@assylias的建议，改为注释参数，这产生了一个有趣的结果。这是更新的测试方法：

public static void testTypeAnnotation(List<String> list, Consumer<String> consumer){
    MyTypeAnnotation annotation = null;
    for (AnnotatedType t :  consumer.getClass().getAnnotatedInterfaces()) {
        annotation = t.getAnnotation(MyTypeAnnotation.class);
        if (annotation != null) {
            break;
        }
    }
    if (annotation == null) {
            // search for annotated parameter instead
        loop: for (Method method : consumer.getClass().getMethods()) {
            for (AnnotatedType t : method.getAnnotatedParameterTypes()) {
                annotation = t.getAnnotation(MyTypeAnnotation.class);
                if (annotation != null) {
                    break loop;
                }
            }
        }
    }
    for (String str : list) {
        if (annotation != null) {
            System.out.print(annotation.value());
        }
        consumer.accept(str);
    }
}

现在，在注释匿名类的参数时，也可以生成“Hello World”结果：

public static void main(String[] args) {
    List<String> list = Arrays.asList("World!", "Type Annotations!");
    testTypeAnnotation(list, new Consumer<String>() {
        @Override
        public void accept(@MyTypeAnnotation("Hello ") String str) {
            System.out.println(str);
        }
    });
}

但注释参数不适用于lambda表达式：

public static void main(String[] args) {
    List<String> list = Arrays.asList("World!", "Type Annotations!");
    testTypeAnnotation(list, (@MyTypeAnnotation("Hello ") String str) ->  System.out.println(str));
}

有趣的是，当使用lambda表达式时，也无法接收参数的名称（使用javac -parameter进行编译时）。我不确定，如果这个行为是预期的，如果还没有实现lambdas的参数注释，或者这应该被认为是编译器的错误。

Answer 1

在深入研究Java SE 8 Final Specification后，我能够回答我的问题。

（1）回答我的第一个问题

有没有办法注释类似于注释的lambda表达式一个相应的匿名类，所以一个得到预期的“你好世界“上例中的输出？

没有

当注释匿名类型的Class Instance Creation Expression (§15.9)时，注释将存储在类文件中，用于扩展接口或匿名类型的扩展类。

对于以下匿名界面注释

Consumer<String> c = new @MyTypeAnnotation("Hello ") Consumer<String>() {
    @Override
    public void accept(String str) {
        System.out.println(str);
    }
};

然后可以通过调用Class#getAnnotatedInterfaces()在运行时访问类型注释：

MyTypeAnnotation a = c.getClass().getAnnotatedInterfaces()[0].getAnnotation(MyTypeAnnotation.class);

如果用这样的空体创建一个匿名类：

class MyClass implements Consumer<String>{
    @Override
    public void accept(String str) {
        System.out.println(str);
    }
}
Consumer<String> c = new @MyTypeAnnotation("Hello ") MyClass(){/*empty body!*/};

也可以通过调用Class#getAnnotatedSuperclass()在运行时访问类型注释：

MyTypeAnnotation a = c.getClass().getAnnotatedSuperclass().getAnnotation(MyTypeAnnotation.class);

对于lambda表达式，这种类型的注释是不。

另外，对于像这样的普通类实例创建表达式，这种注释也是不可能的：

Consumer<String> c = new @MyTypeAnnotation("Hello ") MyClass();

在这种情况下，类型注释将存储在表达式的method_info structure中，而不是作为类型本身（或其任何超类型）的注释。

这种差异很重要，因为存储在method_info中的注释不可以在运行时由Java反射API访问。使用ASM查看生成的字节代码时，差异如下所示：

在匿名接口实例创建上键入注释：

@Java8Example$MyTypeAnnotation(value="Hello ") : CLASS_EXTENDS 0, null
// access flags 0x0
INNERCLASS Java8Example$1

在普通类实例创建上键入注释：

NEW Java8Example$MyClass
@Java8Example$MyTypeAnnotation(value="Hello ") : NEW, null

在第一种情况下，注释与内部类相关联，在第二种情况下，注释与方法字节内的实例创建表达式相关联代码。

（2）回复@assylias的评论

您也可以尝试（@MyTypeAnnotation（“Hello”）String s） - ＆gt; System.out.println（s）虽然我没有设法访问注释值......

是的，根据Java 8规范，这实际上是可行的。但目前无法通过Java反射API接收lambda表达式的形式参数的类型注释，这很可能与此JDK错误有关：Type Annotations Cleanup。此外，Eclipse Compiler尚未在类文件中存储相关的Runtime [In] VisibleTypeAnnotations属性 - 相应的错误可在此处找到：Lambda parameter names and annotations don't make it to class files.

（3）回答我的第二个问题

在这个例子中，我做了一个lambda表达式并注释了铸造类型：有没有办法接收这个批注实例在运行时，或者是这样的注释总是隐式限制 RetentionPolicy.SOURCE？

当注释强制转换表达式的类型时，此信息也会存储在类文件的method_info结构中。对于诸如例如方法的代码内的类型注释的其他可能位置也是如此。 if(c instanceof @MyTypeAnnotation Consumer)。目前没有公共Java反射API来访问这些代码注释。但由于它们存储在类文件中，因此至少有可能在运行时访问它们 - 例如通过使用ASM等外部库读取类的字节代码。

实际上，我设法让我的“Hello World”示例使用类似

的强制转换表达式

testTypeAnnotation(list,(@MyTypeAnnotation("Hello ") Consumer<String>) (p -> System.out.println(p)));

通过使用ASM解析调用方法字节代码。但是代码非常hacky和低效，并且在生产代码中可能永远不会做这样的事情。无论如何，只是为了完整性，这里是完整的“Hello World”示例：

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.lang.reflect.AnnotatedType;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;

import org.objectweb.asm.AnnotationVisitor;
import org.objectweb.asm.ClassReader;
import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.Label;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;
import org.objectweb.asm.TypePath;
import org.objectweb.asm.TypeReference;

public class Java8Example {
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE_USE)
    public @interface MyTypeAnnotation {
        public String value();
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("World!", "Type Annotations!");
        testTypeAnnotation(list, new @MyTypeAnnotation("Hello ") Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String str) {
                System.out.println(str);
            }
        });
        list = Arrays.asList("Type-Cast Annotations!");
        testTypeAnnotation(list,(@MyTypeAnnotation("Hello ") Consumer<String>) (p -> System.out.println(p)));
    }

    public static void testTypeAnnotation(List<String> list, Consumer<String> consumer){
        MyTypeAnnotation annotation = null;
        for (AnnotatedType t :  consumer.getClass().getAnnotatedInterfaces()) {
            annotation = t.getAnnotation(MyTypeAnnotation.class);
            if (annotation != null) {
                break;
            }
        }
        if (annotation == null) {
            // search for annotated parameter instead
            loop: for (Method method : consumer.getClass().getMethods()) {
                for (AnnotatedType t : method.getAnnotatedParameterTypes()) {
                    annotation = t.getAnnotation(MyTypeAnnotation.class);
                    if (annotation != null) {
                        break loop;
                    }
                }
            }
        }
        if (annotation == null) {
            annotation = findCastAnnotation();
        }
        for (String str : list) {
            if (annotation != null) {
                System.out.print(annotation.value());
            }
            consumer.accept(str);
        }
    }

    private static MyTypeAnnotation findCastAnnotation() {
        // foundException gets thrown, when the cast annotation is found or the search ends.
        // The found annotation will then be stored at foundAnnotation[0]
        final RuntimeException foundException = new RuntimeException();
        MyTypeAnnotation[] foundAnnotation = new MyTypeAnnotation[1];
        try {
            // (1) find the calling method
            StackTraceElement[] stackTraceElements = Thread.currentThread().getStackTrace();
            StackTraceElement previous = null;
            for (int i = 0; i < stackTraceElements.length; i++) {
                if (stackTraceElements[i].getMethodName().equals("testTypeAnnotation")) {
                    previous = stackTraceElements[i+1];
                }
            }
            if (previous == null) {
                // shouldn't happen
                return null;
            }
            final String callingClassName = previous.getClassName();
            final String callingMethodName = previous.getMethodName();
            final int callingLineNumber = previous.getLineNumber();
            // (2) read and visit the calling class
            ClassReader cr = new ClassReader(callingClassName);
            cr.accept(new ClassVisitor(Opcodes.ASM5) {
                @Override
                public MethodVisitor visitMethod(int access, String name,String desc, String signature, String[] exceptions) {
                    if (name.equals(callingMethodName)) {
                        // (3) visit the calling method
                        return new MethodVisitor(Opcodes.ASM5) {
                            int lineNumber;
                            String type;
                            public void visitLineNumber(int line, Label start) {
                                this.lineNumber = line;
                            };
                            public void visitTypeInsn(int opcode, String type) {
                                if (opcode == Opcodes.CHECKCAST) {
                                    this.type = type;
                                } else{
                                    this.type = null;
                                }
                            };
                            public AnnotationVisitor visitInsnAnnotation(int typeRef, TypePath typePath, String desc, boolean visible) {
                                if (lineNumber == callingLineNumber) {
                                    // (4) visit the annotation, if this is the calling line number AND the annotation is 
                                    // of type MyTypeAnnotation AND it was a cast expression to "java.util.function.Consumer"
                                    if (desc.endsWith("Java8Example$MyTypeAnnotation;") && this.type != null && this.type.equals("java/util/function/Consumer")) {
                                        TypeReference reference = new TypeReference(typeRef);
                                        if (reference.getSort() == TypeReference.CAST) {
                                            return new AnnotationVisitor(Opcodes.ASM5) {
                                                public void visit(String name, final Object value) {
                                                    if (name.equals("value")) {
                                                        // Heureka! - we found the Cast Annotation
                                                        foundAnnotation[0] = new MyTypeAnnotation() {
                                                            @Override
                                                            public Class<? extends Annotation> annotationType() {
                                                                return MyTypeAnnotation.class;
                                                            }
                                                            @Override
                                                            public String value() {
                                                                return value.toString();
                                                            }
                                                        };
                                                        // stop search (Annotation found)
                                                        throw foundException;
                                                    }
                                                };
                                            };
                                        }
                                    }
                                } else if (lineNumber > callingLineNumber) {
                                    // stop search (Annotation not found)
                                    throw foundException;
                                }
                                return null;
                            };

                        };
                    }
                    return null;
                }
            }, 0);
        } catch (Exception e) {
            if (foundException == e) {
                return foundAnnotation[0];
            } else{
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return null;
    }
}

Answer 2

可能有用的一个可能的工作是定义扩展lambda将要实现的接口的空接口，然后转换为这个空接口只是为了使用注释。像这样：

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import java.util.function.Consumer;

public class Main
{
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE_USE)
    public @interface MyAnnotation {
        public String value();
    }

    @MyAnnotation("Get this")
    interface AnnotatedConsumer<T> extends Consumer<T>{};

    public static void main( String[] args )
    {
        printMyAnnotationValue( (AnnotatedConsumer<?>)value->{} );
    }

    public static void printMyAnnotationValue( Consumer<?> consumer )
    {
        Class<?> clas = consumer.getClass();
        MyAnnotation annotation = clas.getAnnotation( MyAnnotation.class );
        for( Class<?> infClass : clas.getInterfaces() ){
            annotation = infClass.getAnnotation( MyAnnotation.class );
            System.out.println( "MyAnnotation value: " + annotation.value() );
        }
    }
}

然后，在类实现的接口上可以使用注释，如果您想在其他地方使用相同的注释，则可以重复使用。

Answer 3

public class Calculator {

public static void main(String[] args) {

    try(Scanner scanner=new Scanner(System.in)){
    System.out.println("Enter the operation to perform");
    String key=scanner.next();
    int i,j;
    switch (key) {
    case "Add":
        System.out.println("Input 2 values for addtion");
        i =scanner.nextInt();
        j=scanner.nextInt();
        Calculate<Integer> add=(Integer a, Integer b)-> a+b;
        System.out.println("After Addition of values="+add.calculate(i, j));
        break;

    case "Multiply":
        System.out.println("Input 2 values for Multiplication");
         i=scanner.nextInt();
         j=scanner.nextInt();
         Calculate<Integer> multiplication=(a,b)->a*b;
         System.out.println("After Multiplication of values="+multiplication.calculate(i, j));
        break;
    case "Subtract":
        System.out.println("Input 2 values for Subtraction");
         i=scanner.nextInt();
         j=scanner.nextInt();
         Calculate<Integer> subtract=(a,b)->a-b;
        System.out.println("After Subtraction of values="+subtract.calculate(i, j));
        break;
    case "Division":
        System.out.println("Input 2 values for Division");
         i=scanner.nextInt();
         j=scanner.nextInt();
         Calculate<Integer> division=(a,b)->a/b;
         if(j>0){
        System.out.println("After Division of values="+division.calculate(i, j));
         }else{
             throw new Exception("Second value is 0. Please change the value");
         }
        break;

    default:
        break;
    }
    }catch(Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}
}

**使用界面**

 @FunctionalInterface
    public interface Calculate<T> {

    public T calculate(T a,T b);
}

注释Lambda表达式的功能接口

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