一、Lambda表达式简介
函数式编程是种编程范式，它将计算机运算视为函数的计算。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(参数)和输出(返回值)。和指令式编程相比，函数式编程强调函数的计算比指令的执行重 要。和过程化编程相比，函数式编程里，函数的计算可随时调用。
（1）示例
为了理解Lambda表达式的概念，下面先从一个示例开始。
假设有这样的一个需求:设计一个通用方法，能够实现两个数值的加法和减法运算。Java中方法不能 单独存在，必须定义在类或接口中，考虑是一个通用方法，可以设计一个数值计算接口，其中定义该 通用方法，代码如下:
//可计算接口 public interface Calculable { // 计算两个int值 int calculateInt(int a, int b); /** * 通过操作符进行计算 * @param opr 操作符 * @return 实现 Calculable接口对象 */ public static Calculable calculable(char opr){ Calculable result; if (opr == '+'){ // 匿名内部类实现Calculable接口 result = new Calculable() { // 实现加法运算 @Override public int calculateInt(int a, int b) { return a+b; } }; }else{ // 内部类实现Calculable接口 result = new Calculable() { @Override public int calculateInt(int a, int b) { return a-b; } }; } return result; } }
调用通用方法代码如下:
//测试代码 public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { int n1 = 10; int n2 = 5; // 实现加法计算Calculable对象 Calculable c1 = Calculable.calculable('+'); // 实现减法计算Calculable对象 Calculable c2 = Calculable.calculable('-'); // 调用calculateInt方法进行计算 System.out.printf("%d + %d=%d \n",n1,n2, c1.calculateInt(n1,n2)); // 调用calculateInt方法进行计算 System.out.printf("%d - %d=%d \n",n1,n2,c2.calculateInt(n1,n2)); } }
（2）Lambda表达式实现
通过匿名内部类实现通用方法calculate代码很臃肿，Java 8采用Lambda表达式可以替代匿名内
部类。修改之后的通用方法calculate代码如下:
//可计算接口 @FunctionalInterface public interface Calculable { // 计算两个int值 int calculateInt(int a, int b); /** * 通过操作符进行计算 * @param opr 操作符 * @return 实现 Calculable接口对象 */ public static Calculable calculable(char opr){ Calculable result; if (opr == '+'){ // Lambda表达式实现Calculable接口 result = (int a, int b) ->{ return a+b; }; }else{ // Lambda表达式实现Calculable接口 result = (int a, int b) ->{ return a-b; }; } return result; } }
二、Lambda表达式简化形式
使用Lambda表达式是为了简化程序代码，Lambda表达式本身也提供了多种简化形式，这些简化形式虽然简化了代码，但客观上使得代码可读性变差。
（1）省略参数类型
//可计算接口 @FunctionalInterface public interface Calculable { // 计算两个int值 int calculateInt(int a, int b); /** * 通过操作符进行计算 * @param opr 操作符 * @return 实现 Calculable接口对象 */ public static Calculable calculable(char opr){ Calculable result; if (opr == '+'){ // Lambda表达式实现Calculable接口 result = ( a, b) ->{ return a+b; }; }else{ // Lambda表达式实现Calculable接口 result = ( a, b) ->{ return a-b; }; } return result; } }
（2）省略参数小括号
Lambda表达式中参数只有一个时，可以省略参数小括号。
（3）省略return和大括号
如果Lambda表达式体中只有一条语句，那么可以省略return和大括号，代码如下:
public static Calculable calculate(int power) { Calculable result; if (power == 2) { // Lambda表达式实现Calculable接口 result = (int a) -> { //标准形式 return a * a; }; } else { // Lambda表达式实现Calculable接口 result = a -> a * a * a; //省略形式 1 }; return result; }
三、作为参数使用Lambda表达式
Lambda表达式一种常见的用途是作为参数传递给方法。这需要声明参数的类型声明为函数式接口类型。
代码如下:
public class HelloWorld1 { public static void main(String[] args) { int n1 = 10; int n2 = 5; // 打印计算结果加法计算结果 diaplay((a,b)->{ return a+b; },n1,n2); // 打印计算结果减法计算结果 diaplay((a,b)->a-b,n1,n2); } /** * 打印计算结果 * * @param calc Lambda表达式 * @param n1 操作数1 * @param n2 操作数2 */ public static void diaplay(Calculable calc,int n1,int n2){ System.out.println(calc.calculateInt(n1,n2)); } }
参数calc类型是Calculable，这个参数即可以接收 实现Calculable接口的对象，也可以接收Lambda表达式，因为Calculable是函数式接口。
四、访问变量
Lambda表达式可以访问所在外层作用域内定义的变量，包括:成员变量和局部变量。
（1）访问成员变量
成员变量包括:实例成员变量和静态成员变量。在Lambda表达式中可以访问这些成员变量，此时的Lambda表达式与普通方法一样，可以读取成员变量，也可以修改成员变量。
public class LambdaDemo { // 实例成员变量 private int value = 10; // 静态成员变量 private static int staticValue = 5; // 静态方法，进行加法运算 public static Calculable add() { Calculable result = (int a, int b) -> { // 访问静态成员变量，不能访问实例成员变量 staticValue++; int c = a + b +staticValue; return c; }; return result; } // 实例方法，进行减法运算 public Calculable sub() { Calculable result = (int a, int b) -> { // 访问静态成员变量和实例成员变量 staticValue++; this.value++; int c = a - b - staticValue - this.value; return c; }; return result; } }
（2）捕获局部变量
对于成员变量的访问Lambda表达式与普通方法没有区别，但是对于访问外层局部变量时，会发生“捕 获变量”情况。Lambda表达式中捕获变量时，会将变量当成final的，在Lambda表达式中不能修改那些捕获的变量。 示例代码如下:
public class LambdaDemo { // 实例成员变量 private int value = 10; // 静态成员变量 private static int staticValue = 5; // 静态方法，进行加法运算 public static Calculable add() { //局部变量 int localValue = 20; Calculable result = (int a, int b) -> { int c = a + b +staticValue; return c; }; return result; } // 实例方法，进行减法运算 public Calculable sub() { //final局部变量 final int localValue = 20; Calculable result = (int a, int b) -> { // 访问静态成员变量和实例成员变量 staticValue++; this.value++; int c = a - b - staticValue - this.value; return c; }; return result; } }
五、方法引用
Java 8之后增加了双冒号“::”运算符，该运算符用于“方法引用”，注意不是调用方法。“方法引用”虽然没有直接使用Lambda表达式，但也与Lambda表达式有关，与函数式接口有关。 方法引用分为:静态方法的方法引用和实例方法的方法引用。它们的语法形式如下:
类型名::静态方法 // 静态方法的方法引用 实例名::实例方法 // 实例方法的方法引用
被引用方法的参数列表和返回值类型，必须与函数式接口方法参数列表和方法返回值类型 一致。
代码如下:
public class LambdaDemo { // 静态方法，进行加法运算 // 参数列表要与函数式接口方法calculateInt(int a, int b)兼容 public static int add(int a, int b){ return a + b; } // 实例方法，进行减法运算 // 参数列表要与函数式接口方法calculateInt(int a, int b)兼容 public int sub(int a, int b) { return a - b; } }
LambdaDemo类中提供了一个静态方法add，一个实例方法sub。这两个方法必须与函数式接口方法参数 列表一致，方法返回值类型也要保持一致。
代码如下:
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { int n1 = 10; int n2 = 5; // 打印计算结果加法计算结果 display(LambdaDemo::add, n1, n2); LambdaDemo d = new LambdaDemo(); // 打印计算结果减法计算结果 display(d::sub, n1, n2); } /** * 打印计算结果 * @param calc Lambda表达式 * @param n1 操作数1 * @param n2 操作数2 */ public static void display(Calculable calc, int n1, int n2) { System.out.println(calc.calculateInt(n1, n2)); } }
