Java基础知识——Lambda表达式

简介

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，所以我们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，也可称为闭包，Java平台从Java 8开始提供支持。允许把函数作为一个方法的参数，传递进方法中使用，并且使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。

语法格式

(parameters) -> expression
或
//个人建议用此格式，把内容写全，这样麻烦点，但易于读写、理解与维护
(parameters) ->{ statements; } 

• 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则编译器会自动返回值，大括号需要指定明表达式返回了一个数值。
  故，主要有以下几种实例

// 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),并返回他们的差值 
(x, y) -> x – y 
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和
(int x, int y) -> x + y
// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)

FunctionalInterface

我们把只定义了单方法的接口称之为FunctionalInterface，用注解@FunctionalInterface标记。可以看到Comparator、Runnable、Callable都是单方法接口，且都有@FunctionalInterface注解(注：单方法是指只有一个抽象方法需要实现，不是只有一个方法)。接收FunctionalInterface作为参数的时候，可以把实例化的匿名类改写为Lambda表达式，能大大简化代码。以下是基本库自带的常用函数式接口

方法引用

除了Lambda表达式，我们还可以直接传入方法引用，所谓方法引用，是指如果某个方法签名和接口恰好一致(方法签名只看参数类型和返回类型，不看方法名称，也不看类的继承关系)，就可以直接传入方法引用，至于这个方法，我们可以自己写，也可以是用类库中的方法。除了静态方法，实例方法，还可引用构造方法，格式为：类名::new，返回类型为实例。方法引用的三种方式：

• object::instanceMethod
• Class::staticMethod
• Class::instanceMethod

在前 2 种情况中，方法引用等价于提供方法参数的 lambda 表达式。
对于第 3 种情况， 第 1 个参数会成为方法的目标。例如，String::compareToIgnoreCase 等 同于(x,y)-> x.compareToIgnoreCase(y)。

简单应用

//定义一个单方法接口
@FunctionalInterface
public interface People {
    public abstract void say(String string);
}

public class LambdaMain {
    public static void main(String[] args) {
    
        //java1.8以前的实现方法
        Speak("Hi!", new People() {
            @Override
            public void say(String string) {
                System.out.println(string);
            }
        });

        //有Lambda之后的实现方法
        Speak("Hi!",(String string)->{System.out.println(string);});

        //方法引用，第一种是自己写的静态方法，第二种是基本库的
        Speak("Hi!", LambdaMain::talk);
        Speak("Hi!",System.out::println);
    }
    //定义一个静态方法，要使用必须先实现People接口
    public static void Speak(String string, People people) {
        people.say(string);
    }
    //用于方法引用
    public static void talk(String string) {
        System.out.println(string);
    }
}

注意事项

• Lambda 表达式主要用来定义与实现方法类型接口(单方法接口)。即在方法声明时，用一个接口代替形参，用调用方法时，传入一个Lambda表达式实参，用于实现该接口
• Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦
• Lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量
• 在方法引用中，实例方法有一个隐含的this参数。例如：String类的compareTo()方法在实际调用的时候，第一个隐含参数总是传入this，相当于静态方法：public static int compareTo(this, String o);
• lambda 表达式只在某些分支返回一个值， 而在另外一些分支不返回值， 这是不合法的。例如，（int x)-> { if(x>= 0) return 1;} 就不合法。
• 并不是必须使用@FunctionalInterface注解才是函数式接口，任何只有一个抽象方法的接口都是函数式接口。不过使用 @FunctionalInterface 注解确实是一个很好的做法，因为如果你无意中增加了另一个非抽象方法， 编译器会产生一个错误消息。 另外javadoc 页里会指出你的接口是一个函数式接口。