Java8一Lambda与函数式接口

关于Lambda表示在工作学习中会经常用到，但并没有全面的去了解。在这里做一个较为详细的记录供以后学习查阅。主要参考Java 8 Lambda 表达式

引言

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Java8之前，我们在使用Runnale创建线程的时候，经常需要将Runable实例传入new Thread中。一般采用匿名内部类将函数作为参数的形式传入

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Before Java8，There is no Lambda expression!");
    }
}).start();

之后我们可以使用Java8的新特性Lambda这样写：

new Thread( () -> System.out.println("In Java8, There is Lambda expression!") ).start();

这里相当于：

Runable runable = () -> System.out.println("In Java8, There is Lambda expression!");

可见Lambda表达式的强大之处，下面将以详细记录.

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1、Java8的Lambda特性

1、Lambda 表达式，也可称为闭包，它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。
2、Lambda 允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中）。
3、使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。

2、Lambda表达式的语法

(arg1, arg2...) -> { body }
(type1 arg1, type2 arg2...) -> { body }

比如：

(int a, int b) -> {  return a + b; }
() -> System.out.println("Hello World");
(String s) -> { System.out.println(s); }

3、Lambda表达式的特征

• 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。

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> System.out.println( e ) );

这里e的类型就是由编译器推理得到的，不需要声明类型，当然也可以声明类型，比如：

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( ( String e ) -> System.out.println( e ) );

• 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。

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).forEach( e -> {
    System.out.print( e );
    System.out.print( e );
} );

• 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，大括号需要指明表达式返回了一个数值。并且如果Lambda表达式中的语句块只有一行，则可以不用使用return语句

如下两个是一样的效果

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> e1.compareTo( e2 ) );

Arrays.asList( "a", "b", "d" ).sort( ( e1, e2 ) -> {
    int result = e1.compareTo( e2 );
    return result;
} );

4、Lambda变量作用域

Lambda表达式只能引用外部被final修饰的局部变量，换句话说在Lambda表达式中我们不能修改定义在外的局部变量。

public class LambdaTest {

    public static void main(String[] args) {
        //final如果不写的话，Lambda表达式会默认该变量为final
        final String string="Hello ";

        HelloWorld test = (String message)->System.out.println(message+"World!");
        test.print(string);
    }
    @FunctionalInterface
    interface HelloWorld {
        void print(String str);
        default void print2() {

        }
    }
}

5、函数式接口

（1）在学习函数式接口之前，我们先了解Java8下接口的静态方法与默认方法。

@FunctionalInterface
    interface HelloWorld {
        void print(String str);
        //默认方法，通过实现类直接调用，不需要实现类实现该方法，提高了扩展性！
        default void print2(String message) {
            System.out.println(message);
        }
        //静态方法，直接接口调用。跟普通的static方法是一样的，不需要实现类去调用
        static void print3(String message) {
            System.out.println(message);
        }
    }

• 默认(default)方法只能通过接口的实现类来调用，不需要实现方法，也就是说接口的实现类可以继承或者重写默认方法。
  

• 静态(static)方法只能通过接口名调用，不可以通过实现类的类名或者实现类的对象调用。就跟普通的静态类方法一样，通过方法所在的类直接调用。
  

（2）了解了Java8的静态方法与默认方法之后，我们可以准确理解函数式接口的定义与特性：

• 函数式接口（FunctionalImplement）是一种只含有一个抽象方法声明的接口，但是可以有多个非抽象方法的接口。类似于Java中的Marker Interface标记类型接口，比如java.io.Serializable等都是没有方法声明或属性声明的接口，主要用于通过instanceof就直接能探测一个实例是否是一个特定接口的实例。
• 那么java.lang.Runable即是一种函数式接口，在接口中只有void run()方法。
• 简单来说之前我们使用的匿名内部类传入参数，实则是使用匿名内部类来实例化函数式接口的对象。而之后的Lambda表达式可以更进一步简化代码

我们在看引言当中利用Runable创建线程的例子，后面写道：

Runable runable = () -> System.out.println("In Java8, There is Lambda expression!");

其实这里就是利用Lambda表达式实现实例化函数式接口的对象，比如我们自定义一个函数式接口，增加注解@FunctionalInterface，也可以不用注解，只需要符合函数式接口的要求，否则会报错！

@FunctionalInterface
interface HelloWold {
    void print();
}

定义好函数式接口之后，我们可以使用Lambda Expression了

public static void main(String[] args) {
    //实现函数式接口的对象
    HelloWold test = ()->System.out.println("HelloWorld!");
    test.print();
}

如果接口不符合要求，则会报错：

6、断言（Predicate）函数式接口

Predicate函数式接口的主要作用就是提供一个test方法，接受一个参数返回一个布尔类型，Predicate在Stream API中进行一些判断的时候经常用到。主要用于过滤一些符合条件的逻辑，除此之外还会提供三个defalut方法与一个static方法，具体请看源代码：

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {

    /**
     * Evaluates this predicate on the given argument.
     *
     * @param t the input argument
     * @return {@code true} if the input argument matches the predicate,
     * otherwise {@code false}
     */
    boolean test(T t);

    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }

    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }

    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }


    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }
}

其中经常使用的是default方法test判断输入是否符合某个条件，下面是简单的例子。

//利用test默认方法判断x输入是否大于10
Predicate<Integer> boolValue = x -> x > 10;    
System.out.println(boolValue.test(1));//false    
System.out.println(boolValue.test(11));//true

Predicate断言通常跟Stream一起复合使用。

public class PredicateTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        PredicateTest predicateTest = new PredicateTest();
        //输出大于5的数字
        List<Integer> result = predicateTest.conditionFilter(list, integer -> integer > 5);
        result.forEach(System.out::println);
            System.out.println("-------");
        //输出小于5的数字
        result = predicateTest.conditionFilter(list, integer -> integer < 5);
        result.forEach(System.out::println);
        System.out.println("-------");
        //输出所有数字
        result = predicateTest.conditionFilter(list, integer -> true);
        result.forEach(System.out::println);
        System.out.println("-------");
    }
    //结合使用Stream filter/collect与Predicate
    //filter过滤条件，collect将stream流转换List
    public List<Integer> conditionFilter(List<Integer> list, Predicate<Integer> predicate){
        return list.stream().filter(predicate).collect(Collectors.toList());
    }
}