JDK8 lambda 表达式的使用

• JDK8的重要新特性之一——Lambda表达式
  JDK 8 之前，java不支持函数式编程的。函数编程，即可理解是将一个函数（也称为“行为”）作为一个参数进行传递。通常我们提及得更多的是面向对象编程，面向对象编程是对数据的抽象（各种各样的POJO类），而函数式编程则是对行为的抽象（将行为作为一个参数进行传递）。在JavaScript中这是很常见的一个语法特性，但在Java中将一个函数作为参数传递这却行不通，好在JDK8的出现打破了Java的这一限制。
• Lambda表达式一共有三部分组成：
  
  能够接收Lambda表达式的参数类型，是一个只包含一个方法的接口。
  只包含一个方法的接口称之为“函数接口”。Runnable接口只包含一个方法，所以它被称为“函数接口”，所以它可以使用Lambad表达式来代替匿名内部类。根据这个规则，我们试着来写一个函数接口，并使用Lambda表达式作为参数传递。

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以下是lambda表达式的重要特征:

ambda 表达式的语法格式如下：

(parameters) -> expression
或
(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。

• Lambda 表达式的简单例子:

// 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)

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public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester tester = new Java8Tester();
        
      // 类型声明
      MathOperation addition = (int a, int b) -> a + b;
        
      // 不用类型声明
      MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b;
        
      // 大括号中的返回语句
      MathOperation multiplication = (int a, int b) -> { return a * b; };
        
      // 没有大括号及返回语句
      MathOperation division = (int a, int b) -> a / b;
        
      System.out.println("10 + 5 = " + tester.operate(10, 5, addition));
      System.out.println("10 - 5 = " + tester.operate(10, 5, subtraction));
      System.out.println("10 x 5 = " + tester.operate(10, 5, multiplication));
      System.out.println("10 / 5 = " + tester.operate(10, 5, division));
        
      // 不用括号
      GreetingService greetService1 = message ->
      System.out.println("Hello " + message);
        
      // 用括号
      GreetingService greetService2 = (message) ->
      System.out.println("Hello " + message);
        
      greetService1.sayMessage("Runoob");
      greetService2.sayMessage("Google");
   }
    
   interface MathOperation {
      int operation(int a, int b);
   }
    
   interface GreetingService {
      void sayMessage(String message);
   }
    
   private int operate(int a, int b, MathOperation mathOperation){
      return mathOperation.operation(a, b);
   }
}

• 使用 Lambda 表达式需要注意以下两点：

Lambda 表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口，例如，一个简单方法接口。
在上面例子中，我们使用各种类型的Lambda表达式来定义MathOperation接口的方法。然后我们定义了sayMessage的执行。
Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦，并且给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。

• 变量作用域
  lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量，这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量，否则会编译错误。
  
  我们也可以直接在 lambda 表达式中访问外层的局部变量：

public class Java8Tester {
    public static void main(String args[]) {
        final int num = 1;
        Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
        s.convert(2);  // 输出结果为 3
    }
 
    public interface Converter<T1, T2> {
        void convert(int i);
    }
}

• lambda 表达式的局部变量可以不用声明为 final，但是必须不可被后面的代码修改（即隐性的具有 final 的语义）

int num = 1;  
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2);
num = 5;  
//报错信息：Local variable num defined in an enclosing scope must be final or effectively 
 final

• 在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。

String first = "";  
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());  //编译会出错 

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• Lambda表达式本质上是一个匿名方法。

public int add(int x, int y)
 {
        return x + y;
}
----------------------------------------------
/** 转换成 Lambda */
(int x, int y) -> x + y;
----------------------------------------------
// 参数类型也可以省略，java 编译器可以根据上下文推断。
 (x, y) -> x + y; //返回两数之和
 或者
 (x, y) -> { return x + y; } //显式指明返回值
 

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• Lambda 表达式的类型
  Lambda表达式可以被当做是一个Object。Lambda表达式的类型，叫做“目标类型（target type）”。Lambda表达式的目标类型是**“函数接口**（functional interface）”，
  定义是：一个接口，如果只有一个显式声明的抽象方法，那么它就是一个函数接口。一般用@FunctionalInterface 标注出来（也可以不标）。

@FunctionalInterface
    public interface Runnable { void run(); }
    
    public interface Callable<V> { V call() throws Exception; }
    
    public interface ActionListener { void actionPerformed(ActionEvent e); }
    
    public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2); boolean equals(Object obj); }

最后这个Comparator接口。它里面声明了两个方法，貌似不符合函数接口的定义，但它的确是函数接口。这是因为equals方法是Object的，所有的接口都会声明Object的public方法——虽然大多是隐式的。所以，Comparator显式的声明了equals不影响它依然是个函数接口。

    Runnable r1 = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");};
    
然后再赋值给一个Object：

    Object obj = r1;
    
但却不能这样干：

    Object obj = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");}; // ERROR! Object is not a functional interface!

必须显式的转型成一个函数接口才可以：

    Object o = (Runnable) () -> { System.out.println("hi"); }; // correct
    
一个λ表达式只有在转型成一个函数接口后才能被当做Object使用。所以下面这句也不能编译：

    System.out.println( () -> {} ); //错误! 目标类型不明
    
必须先转型:

    System.out.println( (Runnable)() -> {} ); // 正确

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• Lambda表达式与集合类批处理操作（或者叫块操作）
  集合类的批处理操作API的目的是实现集合类的“内部迭代”，并期望充分利用现代多核CPU进行并行计算。
  Java8之前集合类的迭代（Iteration）都是外部的，即客户代码。而内部迭代意味着改由Java类库来进行迭代，而不是客户代码。

  for(Object o: list) { // 外部迭代
        System.out.println(o);
    }

可以写成：

    list.forEach(o -> {System.out.println(o);}); //forEach函数实现内部迭代
--------------------------------------------
 // 嵌套的λ表达式
    Callable<Runnable> c1 = () -> () -> { System.out.println("Nested lambda"); };
    c1.call().run();

    // 用在条件表达式中
    Callable<Integer> c2 = true ? (() -> 42) : (() -> 24);
    System.out.println(c2.call());

    // 定义一个递归函数
    private UnaryOperator<Integer> factorial = i -> { return i == 0 ? 1 : i * factorial.apply( i - 1 ); };
    ...
    System.out.println(factorial.apply(3));

• 方法引用（Method reference）

任何一个λ表达式都可以代表某个函数接口的唯一方法的匿名描述符。我们也可以使用某个类的某个具体方法来代表这个描述符，叫做方法引用。例如：

    Integer::parseInt //静态方法引用
    System.out::print //实例方法引用
    Person::new       //构造器引用

使用方法引用代替lambda 表达式：

    //c1 与 c2 是一样的（静态方法引用）
    Comparator<Integer> c2 = (x, y) -> Integer.compare(x, y);
    Comparator<Integer> c1 = Integer::compare;
    
    persons.forEach(e -> System.out.println(e));
    persons.forEach(System.out::println);
    
    persons.forEach(person -> person.eat());
    persons.forEach(Person::eat);
    
    //下面两句是一样的（构造器引用）
    strList.stream().map(s -> new Integer(s));
    strList.stream().map(Integer::new);
    
//distinctPrimarySum方法可以改写如下：

    public void distinctPrimarySum(String... numbers) {
        List<String> l = Arrays.asList(numbers);
        int sum = l.stream().map(Integer::new).filter(Primes::isPrime).distinct().sum();
        System.out.println("distinctPrimarySum result is: " + sum);
    }
    //其它的方法引用:
    super::methName //引用某个对象的父类方法
    TypeName[]::new //引用一个数组的构造器