Lambda表达式
引言
在Java 8 以前，若我们想要把某些功能传递给某些方法，总要去写匿名类。以前注册事件监听器的写法与下面的示例代码就很像：
manager.addScheduleListener(new ScheduleListener() {
@Override
public void onSchedule(ScheduleEvent e) {
// Event listener implementation goes here...
}
});
这里我们添加了一些自定义代码到 Schedule 监听器中，需要先定义匿名内部类，然后传递一些功能到 onSchedule 方法中。
正是 Java 在作为参数传递普通方法或功能的限制，Java 8 增加了一个全新语言级别的功能，称为 Lambda 表达式。
为什么 Java 需要 Lambda 表达式
Java 是面向对象语言，除了原始数据类型之处，Java 中的所有内容都是一个对象。而在函数式语言中，我们只需要给函数分配变量，并将这个函数作为参数传递给其它函数就可实现特定的功能。JavaScript 就是功能编程语言的典范（闭包）。
Lambda 表达式的加入，使得 Java 拥有了函数式编程的能力。在其它语言中，Lambda 表达式的类型是一个函数；但在 Java 中，Lambda 表达式被表示为对象，因此它们必须绑定到被称为功能接口的特定对象类型。
Lambda 表达式简介
Lambda 表达式是一个匿名函数（对于 Java 而言并不很准确，但这里我们不纠结这个问题）。简单来说，这是一种没有声明的方法，即没有访问修饰符，返回值声明和名称。
在仅使用一次方法的地方特别有用，方法定义很短。它为我们节省了，如包含类声明和编写单独方法的工作。
Java 中的 Lambda 表达式通常使用语法是 (argument) -> (body)，比如：
(arg1, arg2...) -> { body }
(type1 arg1, type2 arg2...) -> { body }
以下是 Lambda 表达式的一些示例：
(int a, int b) -> { return a + b; }
() -> System.out.println("Hello World");
(String s) -> { System.out.println(s); }
() -> 42
() -> { return 3.1415 };
Lambda 表达式的结构
- Lambda 表达式可以具有零个，一个或多个参数。
- 可以显式声明参数的类型，也可以由编译器自动从上下文推断参数的类型。例如
(int a)与刚才相同(a)。 - 参数用小括号括起来，用逗号分隔。例如
(a, b)或(int a, int b)或(String a, int b, float c)。 - 空括号用于表示一组空的参数。例如
() -> 42。 - 当有且仅有一个参数时，如果不显式指明类型，则不必使用小括号。例如
a -> return a*a。 - Lambda 表达式的正文可以包含零条，一条或多条语句。
- 如果 Lambda 表达式的正文只有一条语句，则大括号可不用写，且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。
- 如果 Lambda 表达式的正文有一条以上的语句必须包含在大括号（代码块）中，且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。
方法引用
从 Lambda 表达式到双冒号操作符
使用 Lambda 表达式，我们已经看到代码可以变得非常简洁。
例如，要创建一个比较器，以下语法就足够了
Comparator c = (Person p1, Person p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge());
然后，使用类型推断：
Comparator c = (p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge());
但是，我们可以使上面的代码更具表现力和可读性吗？我们来看一下：
Comparator c = Comparator.comparing(Person::getAge);
使用 :: 运算符作为 Lambda 调用特定方法的缩写，并且拥有更好的可读性。
使用方式
双冒号（::）操作符是 Java 中的方法引用。当们使用一个方法的引用时，目标引用放在::之前，目标引用提供的方法名称放在::之后，即 目标引用::方法。比如：
Person::getAge;
在 Person 类中定义的方法 getAge 的方法引用。
然后我们可以使用 Function 对象进行操作：
// 获取 getAge 方法的 Function 对象
Function<Person, Integer> getAge = Person::getAge;
// 传参数调用 getAge 方法
Integer age = getAge.apply(p);
我们引用 getAge，然后将其应用于正确的参数。
目标引用的参数类型是 Function<T,R>，T 表示传入类型，R 表示返回类型。比如，表达式person -> person.getAge();，传入参数是person，返回值是 person.getAge()，那么方法引用 Person::getAge 就对应着 Function<Person,Integer> 类型。
什么是功能接口（Functional interface）
在 Java 中，功能接口（Functional interface）指只有一个抽象方法的接口。
java.lang.Runnable 是一个功能接口，在 Runnable 中只有一个方法的声明 void run()。我们使用匿名内部类实例化功能接口的对象，而使用 Lambda 表达式，可以简化写法。
每个 Lambda 表达式都可以隐式地分配给功能接口。例如，我们可以从 Lambda 表达式创建 Runnable 接口的引用，如下所示：
Runnable r = () -> System.out.println("hello world");
当我们不指定功能接口时，这种类型的转换会被编译器自动处理。例如：
new Thread(
() -> System.out.println("hello world")
).start();
在上面的代码中，编译器会自动推断，Lambda 表达式可以从 Thread类的构造函数签名（public Thread(Runnable r) { }）转换为 Runnable 接口。
@FunctionalInterface 是在 Java 8 中添加的一个新注解，用于指示接口类型，声明接口为 Java 语言规范定义的功能接口。Java 8 还声明了 Lambda 表达式可以使用的功能接口的数量。当您注释的接口不是有效的功能接口时， @FunctionalInterface会产生编译器级错误。
以下是自定义功能接口的示例：
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
public void doSomeWork();
}
正如其定义所述，功能接口只能有一个抽象方法。如果我们尝试在其中添加一个抽象方法，则会抛出编译时错误。例如：
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
public void doWork();
public void doMoreWork();
}
错误：
Error:(3, 1) java: 意外的 @FunctionalInterface 注释
com.wuxianjiezh.demo.lambda.WorkerInterface 不是函数接口
在 接口 com.wuxianjiezh.demo.lambda.WorkerInterface 中找到多个非覆盖抽象方法
一旦定义了功能接口，我们就可以利用 Lambda 表达式调用。例如：
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
@FunctionalInterface
public interface WorkerInterface {
public void doWork();
}
class WorkTest {
public static void main(String[] args) {
// 通过匿名内部类调用
WorkerInterface work = new WorkerInterface() {
@Override
public void doWork() {
System.out.println("通过匿名内部类调用");
}
};
work.doWork();
// 通过 Lambda 表达式调用
// Lambda 表达式实际上是一个对象。
// 我们可以将 Lambda 表达式赋值给一个变量，就可像其它对象一样调用。
work = ()-> System.out.println("通过 Lambda 表达式调用");
work.doWork();
}
}
运行结果：
通过匿名内部类调用
通过 Lambda 表达式调用
Lambda 表达式的例子
线程初始化
线程可以初始化如下：
// Old way
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Hello world");
}
}).start();
// New way
new Thread(
() -> System.out.println("Hello world")
).start();
我们在使用IDEA的时候，如果写出Old way的代码，IDEA会提示我们将其转换为Lambda表达式的形式，为IDEA点赞！
我们将光标移动到灰色代码区域(new Runnable这里)，使用快捷键alt+Enter就可以实现自动转换了。
事件处理
事件处理可以用 Java 8 使用Lambda表达式来完成。以下代码显示了将 ActionListener 添加到 UI 组件的新旧方式：
// Old way
button.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.println("Hello world");
}
});
// New way
button.addActionListener( (e) -> {
System.out.println("Hello world");
});
遍例输出（方法引用）
输出给定数组的所有元素的简单代码。请注意，还有一种使用 Lambda 表达式的方式。
// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(, , , , , , );
for (Integer n : list) {
System.out.println(n);
}
// 使用 -> 的 Lambda 表达式
list.forEach(n -> System.out.println(n));
// 使用 :: 的 Lambda 表达式
list.forEach(System.out::println);
这里顺便补充一下Arrays.asList()方法。Arrays.asList()将数组转换为集合后,底层其实还是数组，《阿里巴巴》Java 开发使用手册对于这个方法有如下描述：
如何正确的将数组转换为ArrayList？可以像下面这样(参见：stackoverflow- https://dwz.cn/vcBkTiTW)
List list = new ArrayList<>(Arrays.asList("a", "b", "c"))
逻辑操作
输出通过逻辑判断的数据。
package com.wuxianjiezh.demo.lambda;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = Arrays.asList(, , , , , , );
System.out.print("输出所有数字：");
evaluate(list, (n) -> true);
System.out.print("不输出：");
evaluate(list, (n) -> false);
System.out.print("输出偶数：");
evaluate(list, (n) -> n % == );
System.out.print("输出奇数：");
evaluate(list, (n) -> n % == );
System.out.print("输出大于 5 的数字：");
evaluate(list, (n) -> n > );
}
public static void evaluate(List<Integer> list, Predicate<Integer> predicate) {
for (Integer n : list) {
if (predicate.test(n)) {
System.out.print(n + " ");
}
}
System.out.println();
}
}
运行结果：
输出所有数字：1 2 3 4 5 6 7
不输出：
输出偶数：2 4 6
输出奇数：1 3 5 7
输出大于 5 的数字：6 7
Stream API 示例
java.util.stream.Stream接口 和 Lambda 表达式一样，都是 Java 8 新引入的。所有 Stream 的操作必须以 Lambda 表达式为参数。Stream 接口中带有大量有用的方法，比如 map()的作用就是将 input Stream 的每个元素，映射成output Stream 的另外一个元素。
下面的例子，我们将 Lambda 表达式 x -> x*x传递给map()方法，将其应用于流的所有元素。之后，我们使用 forEach打印列表的所有元素。
// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(,,,,,,);
for(Integer n : list) {
int x = n * n;
System.out.println(x);
}
// new way
List<Integer> list = Arrays.asList(,,,,,,);
list.stream().map((x) -> x*x).forEach(System.out::println);
下面的示例中，我们给定一个列表，然后求列表中每个元素的平方和。这个例子中，我们使用了 reduce() 方法，这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。
// old way
List<Integer> list = Arrays.asList(,,,,,,);
int sum = ;
for(Integer n : list) {
int x = n * n;
sum = sum + x;
}
System.out.println(sum);
// new way
List<Integer> list = Arrays.asList(,,,,,,);
int sum = list.stream().map(x -> x*x).reduce((x,y) -> x + y).get();
System.out.println(sum);
Lambda 表达式和匿名类之间的区别
this关键字。对于匿名类this关键字解析为匿名类，而对于Lambda表达式，this关键字解析为包含写入 Lambda 的类。- 编译方式。Java 编译器编译
Lambda表达式时，会将其转换为类的私有方法，再进行动态绑定。