Java 8 Lambda 和函数式编程

Java 8中比较大的改变就是引入了Lambda 表达式和Stream API，这使得Java可以进行函数式编程（functional programming）。

1. 什么是函数式编程

函数式编程和面向对象编程、面向过程编程一样，都是一种如何编程的方法论，它主要的思想是函数是“第一等公民”，和其他数据类型一样，可以被赋值和传递。函数式编程具有代码简洁，易于理解，易于"并发编程"等优点。关于它的简单介绍，可以参见函数式编程初探。

2. 什么是Lambda 表达式

An expression with parameter variables has been called a lambda expression. --- From Core Java Volume I--Fundamentals (10th Edition)

从上面的定义可以知道，带有参数的表达式就是lambda 表达式。例如(String first, String second) -> first.length() - second.length()就是一个lambda 表达式。下面我们介绍Java中的lambda 表达式。

2.1 问题

public interface ActionListener {
  void actionPerformed(ActionEvent e);
}

button.addActionListener(new ActionListener() {
  public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    ui.dazzle(e.getModifiers());
  }
});

上面的代码使用了匿名类，但匿名类具有冗余的语法，不够简洁，存在“高度问题”。能不能让代码更加简单易读？

2.2 解决办法

通过观察我们发现，ActionListener只有一个抽象方法，我们把只有一个抽象方法的接口叫做函数式接口（functional interface），这时你就可以使用Lambda 表达式。因而我们可以把代码简化为：

button.addActionListener(e -> ui.dazzle(e.getModifiers()));

代码看起来简洁多了。你会发现Lambda 表达式并不是很玄的东西，不过是让代码看起来更加简洁的语法糖而已。

2.3 方法引用（method reference）

有时，已经有一个方法做了你期望做的事，这时我们可以用另一个语法来进一步简化代码。

// 使用范例
object::instanceMethod
Class::staticMethod
Class::instanceMethod

Timer t = new Timer(1000, event -> System.out.println(event));
Timer t = new Timer(1000, System.out::println);
上面两种写法是同等的。System.out::println是方法引用，等同于lambda表达式x -> System.out.println(x)。
另一个例子：String::compareToIgnoreCase 等价于(x, y) -> x.compareToIgnoreCase(y)

3. Stream API

为了能够进行函数式编程，光有Lambda 表达式这个语法糖是不行的，因而Java 8 又提供了Stream API，这是一个非常重大的更新，可以用函数式编程的思想方便地实现对集合（collections）的各种操作。掌握Stream API需要不断实践，可以网上查阅这些API的用法，本文对此不再展开，下面是一些例子。

shapes.stream()
      .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
      .forEach(s -> s.setColor(RED));

List blue = shapes.stream()
                         .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
                         .collect(Collectors.toList());

Set hasBlueShape = shapes.stream()
                              .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
                              .map(s -> s.getContainingBox())
                              .collect(Collectors.toSet());

int sum = shapes.stream()
                .filter(s -> s.getColor() == BLUE)
                .mapToInt(s -> s.getWeight())
                .sum();

写在最后

技术的核心思想一般都是简单和通俗易懂的，别被它花哨的名词唬住了，互联网擅长制造概念。当然由于水平有限，如果有什么不对的地方，也欢迎大家指正。

Reference:
1.Core Java Volume I--Fundamentals (10th Edition) Cay S. Horstmann
2.http://www.cnblogs.com/figure9/p/java-8-lambdas-insideout-language-features.html
3.http://ju.outofmemory.cn/entry/104364