Lambda 表达式的笔记梳理和10个优美的例子

Lambda 表达式的笔记整理

Lambda 表达式是 Java SE 8 中一个重要的新特性，可以说是 2014 年以来 Java 语言最让人激动的一个变化（对一些 new birds 来说，正好赶上了好时候，站在巨人的肩膀上，能看得更远），其实 lambda 表达式的本质只是一个”语法糖”, 由编译器推断并帮你转换包装为常规的代码, 因此你可以使用更少的代码来实现同样的功能。这样的编程风格，也将带来全新的体验，学好 lambda 表达式，也是 Java 编程增强内功的第一步（但温馨提示：这样的sugar是黑糖，简单、羞涩，稍不留神也会自己内伤七经八脉）！
为了对 lambda 表达式使用的更好支撑，Java SE 8 增强了它的集合库，添加了 2 个对集合数据进行批量操作的包:

• java.util.function 包
• java.util.stream 包

流(stream)就如同迭代器(iterator), 但附加了许多额外的功能，这个在后面的实践举例中会彰显它的魅力。

Lambda 表达式

为什么引入 lambda 表达式

可以考虑这样一个场景：用一个定制比较器来完成排序。
如果想按长度而不是默认的字典顺序对字符串排序，可以向 sort 方法里面传入一个 Comparator 对象：

public class LengthComparator implements Comparator<String> {
    public int compare(String first, String second) {
        return first.length() - second.length();
    }
}

然后，用改造之后的 sort 方法就能够搞定问题了。

Arrays.sort(strings, new LengthComparator())

实际上，compare 方法不是立即调用。在数组完成排序之前，sort 方法会一直调 compare 方法，只要元素的顺序不正确就会重新排列元素。将比较元素所需要的代码段放入 sort 方法里面，这个代码块将与其余的排序逻辑集成（你可能直接使用默认的而不打算重新实现其余的这一部分）。
来，直接上一个栗子：

import java.util.*;

public class sortTest {
    public static void main(String[] args) {
        String[] planets = new String[] {"Mercury","Venus","Earth","Mars","Jupiter","Saturn","Uranus","Neptune"};
        System.out.println(Arrays.toString(planets));
        System.out.println("Sorted in dictionary order:");
        Arrays.sort(planets);
        System.out.println(Arrays.toString(planets));
        System.out.println("Sorted by length:");
        Arrays.sort(planets, (first,second) -> first.length() - second.length());
        System.out.println(Arrays.toString(planets));
    }
}

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/.../out/production/sort1 sortTest
[Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune]
Sorted in dictionary order:
[Earth, Jupiter, Mars, Mercury, Neptune, Saturn, Uranus, Venus]
Sorted by length:
[Mars, Earth, Venus, Saturn, Uranus, Jupiter, Mercury, Neptune]

Process finished with exit code 0

现在问题来了??? 在 Java 中传递一个代码块并不容易，不能直接传递代码块。
Java 是一种面向对象的语言，所以必须构造一个对象，这个对象的类需要有一个方法能包含所需的代码。是不是很繁琐，需要穿个马夹套个外套，这也是Java语言较其他语言的弊端之一。
在其他语言中，可以直接处理代码块。Java 设计者很长时间以来一直拒绝增加这个特性（内心是拒绝的哦，喔！）。毕竟，Java 的强大之处就在于其简单性和一致性。如果只要一个特性能够让代码稍微简洁一些，就把这个特性加到语法结构中去，这个语言很快就会变得一团糟，无法管理；不过，在另外的语言中，并不只是创建线程或注册按钮点击事件处理器更容易，它们的大部分 API 都更简单、更一致而且更加强大。在Java 中，也可以编写类似的 API 利用类对象实现特定的功能，不过这种API使用可能很不方便。
于是乎，问题已经不是是否增强Java来支持函数式编程，而是要如何做到这一点。设计者们做了多年的尝试，终于找到了一种适合Java的设计—— Lambda 表达式。

为什么用 “lambda 表达式” 这个命名

当我在扒 lambda 表达式的白历史的时候，会有趣地发现在《java 核心技术 卷I》里面，有这样一段描述：很多年以前，那时候还没有计算机，逻辑学家 Alonzo Church 想要形式化地表示能有效计算的数学函数。（奇怪的是，有些函数已经知道是存在的，但是没有人知道该如何计算这些函数的值。）他使用了希腊字母 lambda（λ）来标记参数。如果他知道Java API ，可能就会写为

λfirst.λsecond.first.length() - second.length()

为什么是字母 λ ？Church 已经把字母表里的所有其他字母用完了吗？实际上，权威的《数学原理》一书中就使用重音符 ^ 来表示自由变量，受此启发，Church 使用大写 lambda（Λ）表示参数。不过，最后他还是改为使用小写的 lambda（λ）。从那以后，带参数变量的表达式就被成为 “lambda 表达式”。

如何看待 “lambda 表达式”

Lambda 表达式就是一个代码块，以及必须传入代码的变量规范。
从数学的角度来说，lambda 表达式是一个匿名函数，源于数学 λ 演算。是闭包函数，但闭包并不一定是 lambda 函数。

语法结构：

(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }

Lambda表达式 vs 匿名类
Lambda表达式可以取代Java代码中的匿名内部类，不妨把两者作一下对比。一个关键的不同点就是关键字 this。匿名类的 this 关键字指向匿名类，而lambda表达式的 this 关键字指向包围lambda表达式的类。另一个不同点是二者的编译方式。Java编译器将lambda表达式编译成类的私有方法。使用了Java 7 的 invokedynamic 字节码指令来动态绑定这个方法。

Lambda表达式的10个漂亮的例子

(以下每个例子都亲测过，安全可靠，对参考附件有修正)

eg.1 用lambda表达式实现Runnable

实现Runnable接口是匿名类的最好示例, 所以一个“–>”就替换掉了整个匿名类。

//用lambda之前：
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
    System.out.println("Before lambda, too much code for too little to do");
    }
}).start();

//用lambda之后：
new Thread( () -> System.out.println("In lambda, lambda expression rocks !!") ).start();

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer TimerTest
Before lambda, too much code for too little to do
In lambda, lambda expression rocks !!

Process finished with exit code 0

eg.2 用lambda表达式进行事件处理

再来看看 Swing API 编程，在旧版本简单匿名类里面，有个经典的例子—写事件监听代码。这个栗子和上面那个套路是完全一样的。

import javax.swing.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

//用lambda之前：
JButton show =  new JButton("Show");
show.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    System.out.println("Event handling without lambda expression is boring");
    }
});

//用lambda之后：
show.addActionListener((e) -> {
    System.out.println("Light, Camera, Action !! Lambda expressions Rocks");
});

eg.3 用lambda表达式对列表进行迭代

真正的好戏，这个开始了，As we know, 针对集合类的迭代操作，是我们最常用的。

//用lambda之前：
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
for (Object feature : features) {
    System.out.println(feature);
}

//用lambda之后：
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
features.forEach(System.out::println);

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer TimerTest
Lambdas
Default Method
Stream API
Date and Time API
Lambdas
Default Method
Stream API
Date and Time API

Process finished with exit code 0

eg.4 用lambda表达式对列表进行迭代

现在到了java.util.function 包大放魅力的时候了。它包含了很多类，用来支持Java的函数式编程。其中一个便是Predicate，使用 java.util.function.Predicate 函数式接口以及lambda表达式，可以向API方法添加逻辑，用更少的代码支持更多的动态行为。下面是Java 8 Predicate 的栗子，展示了过滤集合数据的多种常用方法。Predicate接口非常适用于做过滤。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;


public class TimerTest {

    public static  void filter(List names, Predicate condition) {
        for (T name : names) {
            if (condition.test(name)) {
                System.out.println(name + "");
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        List languages = Arrays.asList("Java", "Scala", "C++", "Haskell", "Lisp");

        System.out.println("Languages which starts with J :");
        filter(languages, (str) -> str.startsWith("J"));

        System.out.println("Languages which ends with a ");
        filter(languages, (str) -> str.endsWith("a"));

        System.out.println("Print all languages :");
        filter(languages, (str) -> true);

        System.out.println("Print no language : ");
        filter(languages, (str) -> false);

        System.out.println("Print language whose length greater than 4:");
        filter(languages, (str) -> str.length() > 4);
    }

}

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer1 TimerTest
Languages which starts with J :
Java
Languages which ends with a 
Java
Scala
Print all languages :
Java
Scala
C++
Haskell
Lisp
Print no language : 
Print language whose length greater than 4:
Scala
Haskell

Process finished with exit code 0

eg.5 Lambda表达式中加入Predicate

也到了java.util.stream 包放光彩的时候啦，上个栗子说到java.util.function.Predicate 允许将两个或更多的 Predicate 合成一个。它提供类似于逻辑操作符AND和OR的方法，名字叫做and()、or()和xor()，用于将传入 filter() 方法的条件合并起来。例如，要得到所有以J开始，长度为四个字母的语言，可以定义两个独立的 Predicate 示例分别表示每一个条件，然后用 Predicate.and() 方法将它们合并起来，如下所示：

// 可以用and()、or()和xor()逻辑函数来合并Predicate，
// 例如要找到所有以J开始，长度为四个字母的名字，你可以合并两个Predicate并传入
Predicate startsWithJ = (n) -> n.startsWith("J");
Predicate fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4;
languages.stream()
    .filter(startsWithJ.and(fourLetterLong))
    .forEach((n) -> System.out.print("nName, which starts with 'J' and four letter long is : " + n));

类似地，也可以使用 or() 和 xor() 方法。本例着重介绍了如下要点：可按需要将 Predicate 作为单独条件然后将其合并起来使用。简而言之，你可以以传统Java命令方式使用 Predicate 接口，也可以充分利用lambda表达式达到事半功倍的效果。

eg.6 Lambda表达式中的Map和Reduce

在本例中，我们将 costBeforeTax 列表的每个元素转换成为税后的值。我们将 x -> x*x lambda表达式传到 map() 方法，后者将其应用到流中的每一个元素。然后用 forEach() 将列表元素打印出来。使用流API的收集器类，可以得到所有含税的开销。

// 不使用lambda表达式为每个订单加上12%的税
List<Integer> costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
for (Integer cost : costBeforeTax) {
    double price = cost + .12*cost;
    System.out.println(price);
}

// 使用lambda表达式
List<Integer> costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).forEach(System.out::println);

再看一个折叠操作的例子，reduce() 函数可以将所有值合并成一个。Map和Reduce操作是函数式编程的核心操作，因为其功能，reduce 又被称为折叠操作。另外，reduce 并不是一个新的操作，SQL中类似 sum()、avg() 或者 count() 的聚集函数，实际上就是 reduce 操作，因为它们接收多个值并返回一个值。流API定义的 reduce() 函数可以接受lambda表达式，并对所有值进行合并。

// 为每个订单加上12%的税
// 老方法：
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double total = 0;
for (Integer cost : costBeforeTax) {
    double price = cost + .12*cost;
    total = total + price;
}
System.out.println("Total : " + total);

// 新方法：
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double bill = costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).reduce((sum, cost) -> sum + cost).get();
System.out.println("Total : " + bill);

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer1 TimerTest
112.0
224.0
336.0
448.0
560.0
112.0
224.0
336.0
448.0
560.0
Total : 1680.0
Total : 1680.0

Process finished with exit code 0

eg.7 Lambda表达式中过滤创建一个String列表

过滤是Java开发者在大规模集合上的一个常用操作，而现在使用lambda表达式和流API过滤大规模数据集合是惊人的简单。流提供了一个 filter() 方法，接受一个 Predicate 对象，即可以传入一个lambda表达式作为过滤逻辑。下面的例子是用lambda表达式过滤Java集合，将帮助理解。

// 创建一个字符串列表，每个字符串长度大于2
List strList = Arrays.asList("abc", "def", "fee", "", "jk");
List filtered = strList.stream().filter(x -> x.length()> 2).collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s, filtered list : %s %n", strList, filtered);

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer1 TimerTest
Original List : [abc, def, fee, , jk], filtered list : [abc, def, fee] 

Process finished with exit code 0

eg.8 Lambda表达式中对列表的每个元素应用函数

如果需要对列表的每个元素使用某个函数，例如逐一乘以某个数、除以某个数或者做其它操作。这些操作都很适合用 map() 方法，可以将转换逻辑以lambda表达式的形式放在 map() 方法里，就可以对集合的各个元素进行转换了，如下所示。

// 将字符串换成大写并用逗号链接起来
List G7 = Arrays.asList("USA", "Japan", "France", "Germany", "Italy", "U.K.","Canada");
String G7Countries = G7.stream().map(x -> x.toUpperCase()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(G7Countries);

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer1 TimerTest
USA, JAPAN, FRANCE, GERMANY, ITALY, U.K., CANADA

Process finished with exit code 0

eg.9 Lambda表达式中创建一个子列表

本例展示了如何利用流的 distinct() 方法来对集合进行去重。

// 用所有不同的数字创建一个正方形列表
List numbers = Arrays.asList(9, 10, 3, 4, 7, 3, 4);
List distinct = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s,  Square Without duplicates : %s %n", numbers, distinct);

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer1 TimerTest
Original List : [9, 10, 3, 4, 7, 3, 4],  Square Without duplicates : [81, 100, 9, 16, 49]

Process finished with exit code 0

eg.10 Lambda表达式中计算集合元素的最大值、最小值、总和以及平均值

IntStream、LongStream 和 DoubleStream 等流的类中，有个非常有用的方法叫做 summaryStatistics() 。可以返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics 或者 DoubleSummaryStatistic s，描述流中元素的各种摘要数据。在本例中，我们用这个方法来计算列表的最大值和最小值。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法来获得列表的所有元素的总和及平均值。

//获取数字的个数、最小值、最大值、总和以及平均值
List primes = Arrays.asList(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29);
IntSummaryStatistics stats = primes.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println("Highest prime number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest prime number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all prime numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all prime numbers : " + stats.getAverage());

输出打印：

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_151.jdk/Contents/Home/bin/java -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Library/Java/JavaVirtualMachines/.../out/production/timer1 TimerTest
Highest prime number in List : 29
Lowest prime number in List : 2
Sum of all prime numbers : 129
Average of all prime numbers : 12.9

Process finished with exit code 0

总结一下，看完了这10个漂亮的例子，Lambda 表达式的内功有没有得到提升呢，anyway，冰冻三尺，非一日之寒。

参考链接： [ http://www.importnew.com/16436.html]

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放弃了看世界杯决赛的时间来写这篇blog，牺牲那得有多大呀！我的法国vs克罗地亚，法国必胜！！！