Lambda 表达式基础理论与示例
Lambda 表达式基础理论与示例
Lambda 表达式，也可称为闭包，推动 Java 8 发布的最重要新特性。
Lambda 允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中）。
使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。
语法
lambda 表达式的语法格式如下：
(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }
以下是lambda表达式的重要特征:
可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。
可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定义圆括号。
可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。
可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值，编译器会自动返回值，大括号需要指定表达式返回了一个数值。
Lambda 表达式实例
Lambda 表达式的简单例子:
// 1. 不需要参数,返回值为 5
() -> 5
// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
x -> 2 * x
// 3. 接受2个参数(数字)返回差值
(x, y) -> x – y
// 4. 接收2个int型整数,返回和
(int x, int y) -> x + y
// 5. 接受一个 string 对象在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)
在 Java8Tester.java 文件输入以下代码：
Java8Tester.java 文件
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
Java8Tester tester = new Java8Tester();
// 类型声明
MathOperation addition = (int a, int b) -> a + b;
// 不用类型声明
MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b;
// 大括号中的返回语句
MathOperation multiplication = (int a, int b) -> { return a * b; };
// 没有大括号及返回语句
MathOperation division = (int a, int b) -> a / b;
System.out.println("10 + 5 = " + tester.operate(10, 5, addition));
System.out.println("10 - 5 = " + tester.operate(10, 5, subtraction));
System.out.println("10 x 5 = " + tester.operate(10, 5, multiplication));
System.out.println("10 / 5 = " + tester.operate(10, 5, division));
// 不用括号
GreetingService greetService1 = message ->
System.out.println("Hello " + message);
// 用括号
GreetingService greetService2 = (message) ->
System.out.println("Hello " + message);
greetService1.sayMessage("Runoob");
greetService2.sayMessage("Google");
}
interface MathOperation {
int operation(int a, int b);
}
interface GreetingService {
void sayMessage(String message);
}
private int operate(int a, int b, MathOperation mathOperation){
return mathOperation.operation(a, b);
}
}
执行以上脚本，输出结果为：
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 x 5 = 50
10 / 5 = 2
Hello Runoob
Hello Google
使用 Lambda 表达式需要注意以下两点：
Lambda 表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口，例如，一个简单方法接口。在上面例子中，使用各种类型的Lambda表达式，定义MathOperation接口的方法。然后定义了sayMessage的执行。
Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦，给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。
变量作用域
lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量，这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量，否则会编译错误。
在 Java8Tester.java 文件输入以下代码：
Java8Tester.java 文件
public class Java8Tester {
final static String salutation = "Hello! ";
public static void main(String args[]){
GreetingService greetService1 = message ->
System.out.println(salutation + message);
greetService1.sayMessage("Runoob");
}
interface GreetingService {
void sayMessage(String message);
}
}
执行以上脚本，输出结果为：
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
Hello! Runoob
可以直接在 lambda 表达式中访问外层的局部变量：
Java8Tester.java 文件
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]) {
final int num = 1;
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2); // 输出结果为 3
}
public interface Converter<T1, T2> {
void convert(int i);
}
}
lambda 表达式的局部变量可以不用声明为 final，但是必须不可被后面的代码修改（即隐性的具有 final 的语义）
int num = 1;
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2);
num = 5;
//报错信息：Local variable num defined in an enclosing scope must be final or effectively
final
在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。
String first = "";
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length()); //编译会出错
Java的方法分为实例方法，例如Integer定义的equals()方法：
public final class Integer {
boolean equals(Object o) {
...
}
}
以及静态方法，例如Integer定义的parseInt()方法：
public final class Integer {
public static int parseInt(String s) {
...
}
}
无论是实例方法，还是静态方法，本质上都相当于过程式语言的函数。例如C函数：
char* strcpy(char* dest, char* src)
只不过Java的实例方法隐含地传入了一个this变量，即实例方法总是有一个隐含参数this。
函数式编程（Functional Programming）是把函数作为基本运算单元，函数可以作为变量，可以接收函数，还可以返回函数。历史上研究函数式编程的理论是Lambda演算，所以经常把支持函数式编程的编码风格称为Lambda表达式。
Lambda表达式
在Java程序中，经常遇到一大堆单方法接口，即一个接口只定义了一个方法：
Comparator
Runnable
Callable
以Comparator为例，想要调用Arrays.sort()时，可以传入一个Comparator实例，以匿名类方式编写如下：
String[] array = ...
Arrays.sort(array, new Comparator<String>() {
public int compare(String s1, String s2) {
return s1.compareTo(s2);
}
});
上述写法非常繁琐。从Java 8开始，可以用Lambda表达式替换单方法接口。改写上述代码如下：
// Lambda
import java.util.Arrays;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String[] array = new String[] { "Apple", "Orange", "Banana", "Lemon" };
Arrays.sort(array, (s1, s2) -> {
return s1.compareTo(s2);
});
System.out.println(String.join(", ", array));
}
}
Run
观察Lambda表达式的写法，它只需要写出方法定义：
(s1, s2) -> {
return s1.compareTo(s2);
}
其中，参数是(s1, s2)，参数类型可以省略，因为编译器可以自动推断出String类型。-> { ... }表示方法体，所有代码写在内部即可。Lambda表达式没有class定义，因此写法非常简洁。
如果只有一行return xxx的代码，完全可以用更简单的写法：
Arrays.sort(array, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
返回值的类型也是由编译器自动推断的，这里推断出的返回值是int，因此，只要返回int，编译器就不会报错。
FunctionalInterface
把只定义了单方法的接口称之为FunctionalInterface，用注解@FunctionalInterface标记。例如，Callable接口：
@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
再来看Comparator接口：
@FunctionalInterface
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
boolean equals(Object obj);
default Comparator<T> reversed() {
return Collections.reverseOrder(this);
}
default Comparator<T> thenComparing(Comparator<? super T> other) {
...
}
...
}
虽然Comparator接口有很多方法，但只有一个抽象方法int compare(T o1, T o2)，其他的方法都是default方法或static方法。另外注意到boolean equals(Object obj)是Object定义的方法，不算在接口方法内。因此，Comparator也是一个Functional Interface。
参考链接：
https://www.runoob.com/java/java8-lambda-expressions.html
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1305158055100449
