Java 8 Lambda 表达式（lambda expressions）-我的理解

lambda表达式（lambda expressions）是函数式编程。

百度百科：
“Lambda 表达式”(lambda expression)是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象(lambda abstraction)，是一个匿名函数，即没有函数名的函数。Lambda表达式可以表示闭包（注意和数学传统意义上的不同）。

维基百科：函数式编程（英语：functional programming）或称函数程序设计，又称泛函编程，是一种编程范型，它将电脑运算视为数学上的函数计算，并且避免使用程序状态以及易变对象。函数编程语言最重要的基础是λ演算（lambda calculus）。而且λ演算的函数可以接受函数当作输入（引数）和输出（传出值）。比起命令式编程，函数式编程更加强调程序执行的结果而非执行的过程，倡导利用若干简单的执行单元让计算结果不断渐进，逐层推导复杂的运算，而不是设计一个复杂的执行过程。

背景

不过有些 Java 对象只是对单个函数的封装。例如下面这个典型用例：Java API 中定义了一个接口（一般被称为回调接口），用户通过提供这个接口的实例来传入指定行为，例如：

public interface ActionListener {
  void actionPerformed(ActionEvent e);
}

这里并不需要专门定义一个类来实现 ActionListener，因为它只会在调用处被使用一次。用户一般会使用匿名类型把行为内联（inline）：

button.addActionListener(new ActionListener() {
  public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    ui.dazzle(e.getModifiers());
  }
});

我们需要在Java中提供一种尽可能轻量级的将代码封装为数据（Model code as data）的方法。匿名内部类并不是一个好的 选择。
大多数回调接口都拥有这个特征：比如 Runnable 接口和 Comparator 接口。我们把这些只拥有一个方法的接口称为 函数式接口。（之前它们被称为 SAM类型，即 单抽象方法类型（Single Abstract Method））

我们并不需要额外的工作来声明一个接口是函数式接口：编译器会根据接口的结构自行判断（判断过程并非简单的对接口方法计数：一个接口可能冗余的定义了一个 Object 已经提供的方法，比如 toString()，或者定义了静态方法或默认方法，这些都不属于函数式接口方法的范畴）。不过API作者们可以通过 @FunctionalInterface 注解来显式指定一个接口是函数式接口（以避免无意声明了一个符合函数式标准的接口），加上这个注解之后，编译器就会验证该接口是否满足函数式接口的要求。

lamdba表达式的目的：

解决匿名内部类使用的问题：

• 语法过于冗余
• 匿名类中的 this 和变量名容易使人产生误解
• 类型载入和实例创建语义不够灵活
• 无法捕获非 final 的局部变量
• 无法对控制流进行抽象
  匿名类型最大的问题就在于其冗余的语法。有人戏称匿名类型导致了“高度问题”（height problem）：比如前面 ActionListener 的例子里的五行代码中仅有一行在做实际工作。

lambda表达式是匿名方法，它提供了轻量级的语法，从而解决了匿名内部类带来的“高度问题”。

下面是一些lambda表达式：

(int x, int y) -> x + y
() -> 42
(String s) -> { System.out.println(s); }

第一个 lambda 表达式接收 x 和 y 这两个整形参数并返回它们的和；第二个 lambda 表达式不接收参数，返回整数 ‘42’；第三个 lambda 表达式接收一个字符串并把它打印到控制台，不返回值。

• lambda 表达式的语法由参数列表、箭头符号 -> 和函数体组成。函数体既可以是一个表达式，也可以是一个语句块：

• 表达式：表达式会被执行然后返回执行结果。

• 语句块：语句块中的语句会被依次执行，就像方法中的语句一样——

• return 语句会把控制权交给匿名方法的调用者

• break 和 continue 只能在循环中使用

• 如果函数体有返回值，那么函数体内部的每一条路径都必须返回值
  表达式函数体适合小型 lambda 表达式，它消除了 return 关键字，使得语法更加简洁。

Java8中，想要使用Lambda表达式，需要使用一个全新的操作符"->"该操作符被称为"Lambda操作符"，它把表达式分为了左右两部分。
左边：Lambda中所使用的参数列表
右边：Lambda所要执行的操作。

****Example 1：无参数，无返回值的写法****

java.util.function

Java SE 8中增加了一个新的包：java.util.function，它里面包含了常用的函数式接口，例如：

Predicate<T>——接收 T 并返回 boolean
Consumer<T>——接收 T，不返回值
Function<T, R>——接收 T，返回 R
Supplier<T>——提供 T 对象（例如工厂），不接收值
UnaryOperator<T>——接收 T 对象，返回 T
BinaryOperator<T>——接收两个 T，返回 T

类型

需要注意的是，函数式接口的名称并不是 lambda 表达式的一部分。那么问题来了，对于给定的 lambda 表达式，它的类型是什么。
编译器负责推导 lambda 表达式类型。它利用 lambda 表达式所在上下文 所期待的类型 进行推导，这个 被期待的类型 被称为 目标类型。lambda 表达式只能出现在目标类型为函数式接口的上下文中。
当然，lambda 表达式对目标类型也是有要求的。编译器会检查 lambda 表达式的类型和目标类型的方法签名（method signature）是否一致。当且仅当下面所有条件均满足时，lambda 表达式才可以被赋给目标类型 T：

T 是一个函数式接口
lambda 表达式的参数和 T 的方法参数在数量和类型上一一对应
lambda 表达式的返回值和 T 的方法返回值相兼容（Compatible)
lambda 表达式内所抛出的异常和 T 的方法 throws 类型相兼容

方法引用（Method references）

lambda 表达式允许我们定义一个匿名方法，并允许我们以函数式接口的方式使用它。我们也希望能够在 已有的 方法上实现同样的特性。
对于静态方法引用，我们需要在类名和方法名之间加入 :: 分隔符，例如 Integer::sum
其实是lambda表达式的一个简化写法，所引用的方法其实是lambda表达式的方法体实现，语法也很简单，左边是容器（可以是类名，实例名），中间是"::"，右边是相应的方法名。如下所示：

ObjectReference::methodName

Comparator<Person> byName = Comparator.comparing(Person::getName);

这里的 Person::getName 可以被看作为 lambda 表达式的简写形式。尽管方法引用不一定（比如在这个例子里）会把语法变的更紧凑，但它拥有更明确的语义——如果我们想要调用的方法拥有一个名字，我们就可以通过它的名字直接调用它。
方法引用有很多种，它们的语法如下
> 静态方法引用：ClassName::methodName
实例上的实例方法引用：instanceReference::methodName
超类上的实例方法引用：super::methodName
类型上的实例方法引用：ClassName::methodName
构造方法引用：Class::new
数组构造方法引用：TypeName[]::new