Java 中的函数式编程(Functional Programming)：Lambda 初识

Java 8 发布带来的一个主要特性就是对函数式编程的支持。
而 Lambda 表达式就是一个新的并且很重要的一个概念。
它提供了一个简单并且很简洁的编码方式。
首先从几个简单的 Lambda 表达式的例子开始了解 Java 中的函数式编程。

Lambda 表达式初识：

首先定义一个 Lambda 表达式：

x -> x + 1

这个表达式输入参数是一个 x，然后对这个参数 x 的操作是加 1，然后将这个结果返回，即返回值。
从这个简单的 Lambda 表达式可以看出 Lambda 表达式的语法格式是：

(类型 参数1, 类型 参数2) -> { 方法体 }

参数的小括号可以省略不写；
方法体的花括号也可以省略不写（这是因为方法体有两种类型：单行代码 或者是 代码块，单行代码不需要花括号同时 return 关键字省略），例如：

(int x, int y) -> { return x + y; }
(int x, int y) -> x + y
x -> x + 1
() -> 3.14
(String s) -> { System.out.println(s); }

第一个表达式接收两个参数 x 和 y，返回 x + y；
第二个表达式和第一个表达式一样，省略了花括号和 return 关键字；
第三个表达式接收一个参数，返回 x+1；
第四个表达式不接收任何参数，返回数字 3.14；
第五个表达式接收一个参数，没有返回值。

看到第三个表达式，很多新接触 Lambda 表达式的朋友不免会有两个疑问：x 的类型是什么？这个整个函数的类型是什么呢，怎么表示它？
接下来就要引入另一个关键的内容，即 java.util.function 包，官方对它的定义是：“Functional interfaces provide target types for lambda expressions and method references. ” 即为定义函数对象提供的类，也就是如何存储一个函数对象。也就是它专门用来解决上面提出的这个问题：
回到刚刚的这个 Lambda 表达式：x -> x + 1，这个表达式接收一个参数，返回一个参数，我们可以将这个 Lambda 表达式表示为：

Function add = x -> x + 1;
Function concat  = x -> x + 1;

第一行代码里的 x 的类型是 Integer，它表示将 Integer 类型的参数 x 加 1 然后并返回，即如果参数是 2，那么这行代码返回 3。
第二行代码里的 x 的类型是 String，它表示将 String 类型的参数 x 和 "1" 连接并返回，即如果参数是 "hi", 那么这行代码返回 hi1。

两个参数：

如果我们需要定义两个参数的函数要怎么写呢？比如将两个 Integer 类型的 x，y 进行求和并返回结果？
这里我们需要另一个类 BiFunction，T表示第一个输入参数的类型，U表示第二个输入参数的类型，R表示返回值的类型，所以我们的答案是：

BiFunction sum = (x, y) -> x + y;

只输入参数不返回结果：

如果我们需要定义一个只输入参数却不返回结果的函数要怎么写？这里我们需要另一个类 Consumer：

Consumer sayHi = name -> System.out.println("hi, " + name);

如果想要定义输入两个参数却不返回结果的函数需要用 BiConsumer 类，用法和前面提到的 BiFunction 类型一样，不再赘述。

只返回结果不输入参数：

如果我们需要定义一个只返回结果但不需要输入参数的函数要怎么写？这里我们需要另一个类 Supplier：

Supplier getName = () -> "Carl";

如何执行函数：

既然有了函数，那么这些函数要怎么执行呢？
答案是用 apply() 方法：

Integer result = add.apply(2);  // 返回 3
String answer = concat.apply("hi");  // 返回 "hi1"
Integer  total = sum.apply(1, 2);  // 返回 3
String name = getName.apply();  // 返回 "Carl"

结束语：

之前一直用 C#、Objective-C、Swift 和 Python，因为今年研究生阶段的课程以 Java 语言为主，所以开始了解一下 Java。
感兴趣的朋友欢迎关注本博客，也欢迎大家留言讨论。

参考资料：

1. Beginning Java objects by Jacquie Barker
2. Java SE 8: Lambda Quick Start
3. The big change in Java SE 8
4. Functional Programming with Java 8 Functions

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