Lambda表达式与函数式接口

Lambda 表达式是在Java 8中引入的，并且成为了Java 8亮点。它使得功能性编程变得非常便利，极大地简化了开发工作。
让我们从最简单的例子开始，来学习如何对一个string列表进行排序。我们首先使用Java 8之前的方法来实现：

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
 
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String a, String b) {
        return b.compareTo(a);
    }
});

静态工具方法Collections.sort接受一个list，和一个Comparator接口作为输入参数，Comparator的实现类可以对输入的list中的元素进行比较。通常情况下，你可以直接用创建匿名Comparator对象，并把它作为参数传递给sort方法。
除了创建匿名对象以外，Java 8 还提供了一种更简洁的方式，Lambda表达式。

Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
    return b.compareTo(a);
});

你可以看到，这段代码就比之前的更加简短和易读。但是，它还可以更加简短：Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
只要一行代码，包含了方法体。你甚至可以连大括号对{}和return关键字都省略不要。不过这还不是最短的写法：
Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));
Java编译器能够自动识别参数的类型，所以你就可以省略掉类型不写。可以看出：相对于之前使用匿名内部类的方式，Java8的lambda表达式更精简。

Lambda表达式用处

1、凡是有匿名内部类的地方，都可以用Lambda表达式简化。
2、Java8 Stream集合之流式操作，方法参数均为Lambda表达式。

Lambda语法解析

我们在此抽象一下lambda表达式的一般语法：

(Type1 param1, Type2 param2, ..., TypeN paramN) -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

Lambda表达式的定义

Lambda表达式是：一段带有输入参数的可执行语句块，它不用被绑定到一个标识符上，即不需要赋值给一个变量，并且它将来可能被调用。
上面的例子(String a, String b) -> {return b.compareTo(a)}
其实就是一个lambda表达式，并且还可以简写，省略参数类型和return，因此就成为最后的精简版：
(a, b) -> b.compareTo(a)

一个Lambda表达式具有下面这样的语法特征。它由三个部分组成：

• 第一部分为一个括号()，里面用逗号分隔的参数列表，参数即函数式接口里面方法的参数；
• 第二部分为一个箭头符号：->；
• 第三部分为一个大括号{},里面是多条语句构成的方法体，可以是表达式和代码块。

简写版本说明

• 参数类型省略，编译器都可以从上下文环境中推断出lambda表达式的参数类型。
• 当lambda表达式的参数个数只有一个，可以省略小括号。
• 当lambda表达式只包含一条语句时，可以省略大括号、return和语句结尾的分号。
• 如果没有参数则只需()，例如 Thread 中的 run 方法就没有参数传入，当它使用 Lambda 表达式后：
  Thread t = new Thread(() -> { System.out.println("Hello from a thread in run");

下面列举了Lambda表达式的几个最重要的特征：
● 可选的类型声明：你不用去声明参数的类型。编译器可以从参数的值来推断它是什么类型。
● 可选的参数周围的括号：你可以不用在括号内声明单个参数。但是对于很多参数的情况，括号是必需的。
● 可选的大括号：如果表达式体里面只有一个语句，那么你不必用大括号括起来。
● 可选的返回关键字：如果表达式体只有单个表达式用于值的返回，那么编译器会自动完成这一步。若要指示表达式来返回某个值，则需要使用大括号。

函数式接口

Lambda表达式如何匹配Java的类型系统？语言的设计者们思考了很多如何让现有的功能和lambda表达式友好兼容。于是就有了函数式接口这个概念。函数式接口是一种只有一个方法的接口，函数式接口可以隐式地转换成 Lambda 表达式。
每一个lambda都能够通过一个特定的接口，与一个给定的类型进行匹配。一个所谓的函数式接口必须要有且仅有一个抽象方法声明。每个与之对应的lambda表达式必须要与抽象方法的声明相匹配。

函数式接口的重要属性是：我们能够使用 Lambda 实例化它们，Lambda 表达式让你能够将函数作为方法参数，或者将代码作为数据对待。Lambda 表达式的引入给开发者带来了不少优点：在 Java 8 之前，匿名内部类，监听器和事件处理器的使用都显得很冗长，代码可读性很差，Lambda 表达式的应用则使代码变得更加紧凑，可读性增强。

要使用 Lambda 表达式，需要定义一个函数式接口，这样往往会让程序充斥着过量的仅为 Lambda 表达式服务的函数式接口。为了减少这样过量的函数式接口，Java 8 在 java.util.function 中增加了不少新的函数式通用接口，即内置函数式接口。

内置函数式接口

Predicates预言式接口

Predicate<T> ：将 T 作为输入，返回一个布尔值作为输出，该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（与、或、非）。
Predicate是一个布尔类型的函数接口，该函数只有一个输入参数。Predicate接口包含了多种默认方法，用于处理复杂的逻辑动词（and, or，negate）

Predicate<String> predicate = (s) -> s.length() > 0;
 
predicate.test("foo");              // true
predicate.negate().test("foo");     // false
 
Predicate<Boolean> nonNull = Objects::nonNull;
Predicate<Boolean> isNull = Objects::isNull;
 
Predicate<String> isEmpty = String::isEmpty;
Predicate<String> isNotEmpty = isEmpty.negate();

Functions功能式接口

Function<T, R>：将 T 作为输入，返回 R 作为输出，他还包含了和其他函数组合的默认方法。
Function接口接收一个参数，并返回单一的结果。默认方法可以将多个函数串在一起（compse, andThen）。

Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
 
backToString.apply("123");     // "123"

Consumers

Consumer<T> ：将 T 作为输入，不返回任何内容，表示在单个参数上的操作。
Consumer代表了在一个输入参数上需要进行的操作。

Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));

Suppliers

Supplier接口产生一个给定类型的结果。与Function不同的是，Supplier没有输入参数。

Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
personSupplier.get();   // new Person

Comparators

Comparator接口在早期的Java版本中非常著名。Java 8 为这个接口添加了不同的默认方法。

Comparator<Person> comparator = (p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName);
 
Person p1 = new Person("John", "Doe");
Person p2 = new Person("Alice", "Wonderland");
 
comparator.compare(p1, p2);             // > 0
comparator.reversed().compare(p1, p2);  // < 0

Lambda表达式访问其外部变量

以前java的匿名内部类在访问外部变量的时候，外部变量必须用final修饰。在java8对这个限制做了优化，可以不用显示使用final修饰，但是编译器隐式当成final来处理。

可以得到以下结论：
● 可访问 static 修饰的成员变量，如果是 final static 修饰，不可再次赋值，只有 static 修饰可再次赋值；
● 可访问表达式外层的 final 局部变量（不用声明为 final，隐性具有 final 语义），不可再次赋值。

Java 8接口的增强

Java 8 对接口做了进一步的增强。在接口中可以添加使用 default 关键字修饰的非抽象方法。还可以在接口中定义静态方法。如今，接口看上去与抽象类的功能越来越类似了。
默认方法
Java 8 还允许我们给接口添加一个非抽象的方法实现，只需要使用 default 关键字即可，这个特征又叫做扩展方法。在实现该接口时，该默认扩展方法在子类上可以直接使用，它的使用方式类似于抽象类中非抽象成员方法。但扩展方法不能够重载 Object 中的方法。例如：toString、equals、 hashCode 不能在接口中被重载。
静态方法
在接口中，还允许定义静态的方法。接口中的静态方法可以直接用接口来调用。