Lambda表达式的简单理解

1. 初识lambda表达式

Lambda表达式是Java SE 8中一个重要的新特性。lambda表达式允许你通过表达式来代替功能接口。

lambda表达式就和方法一样,它提供了一个正常的参数列表和一个使用这些参数的主体(body,可以是一个表达式或一个代码块)。

Lambda 表达式（Lambda expression），基于数学中的λ演算得名，也可称为闭包（Closure）。

1.1 Lambda表达式的语法

基本语法: (parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }

如上所示，Lambda表达式由三部分组成：

1. paramaters：类似方法中的形参列表，这里的参数是函数式接口里的参数。这里的参数类型可以明确的声明也可不声明而由JVM隐含的推断。另外当只有一个推断类型时可以省略掉圆括号。

2. ->：可理解为“被用于”的意思

3. 方法体：可以是表达式也可以代码块，是函数式接口里方法的实现。代码块可返回一个值或者什么都不返回，这里的代码块块等同于方法的方法体。如果是表达式，也可以返回一个值或者什么都不反回。

简单的举例代码如下图：

// 1. 不需要参数,返回值为 2
() -> 2// 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),并返回他们的和
(x, y) -> x + y// 4. 接收2个int型整数,返回他们的乘积
(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)

1.2 函数式接口

要了解Lambda表达式,首先需要了解什么是函数式接口，函数式接口定义：一个接口有且只有一个抽象方法

注意：

1、如果一个接口只有一个抽象方法，那么该接口就是一个函数式接口

2、如果我们在某个接口上声明了 @FunctionalInterface 注解，那么编译器就会按照函数式接口的定义来要求该接口，这样如果有两个抽象方法，程序编译就会报错的。所以，从某种意义上来说，只要你保证你的接口中只有一个抽象方法，你可以不加这个注解。加上@FunctionalInterface 注解就会自动进行检测的。

函数式接口定义方式代码如下：

@FunctionalInterface
//注解，主要是jvm来检查我们的接口是不是函数式接口
interface NoParameterNoReturn {//注意：只能有一个方法void test();
}

也可以定义为下面代码所示部分：

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {void test();default void test2() {System.out.println("JDK1.8新特性，default默认方法可以有具体的实现");}
}

2 Lambda表达式的基本使用

首先，我们实现准备好几个接口，代码如下：

//无返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {void test();
} //无返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterNoReturn {void test(int a);
} //无返回值多个参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterNoReturn {void test(int a,int b);
} //有返回值无参数
@FunctionalInterface
interface NoParameterReturn {int test();
} //有返回值一个参数
@FunctionalInterface
interface OneParameterReturn {int test(int a);
} //有返回值多参数
@FunctionalInterface
interface MoreParameterReturn {int test(int a,int b);
}

Lambda也可以理解为：Lambda就是匿名内部类的简化，即实际上是创建了一个类，实现了接口，重写了接口的方法。

没有使用lambda表达式的时候的调用方式（匿名内部类的方法）：

NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = new NoParameterNoReturn(){
@Override
public void test() {System.out.println("hello");}
};
noParameterNoReturn.test();

具体使用lambda表达式的语句见以下示例代码：

public class TestDemo {public static void main(String[] args) {NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{System.out.println("无参数无返回值");};noParameterNoReturn.test();OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = (int a)->{System.out.println("一个参数无返回值："+ a);};oneParameterNoReturn.test(10);MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = (int a,int b)->{System.out.println("多个参数无返回值："+a+" "+b);};moreParameterNoReturn.test(20,30);NoParameterReturn noParameterReturn = ()->{System.out.println("有返回值无参数！");return 40;};
//接收函数的返回值int ret = noParameterReturn.test();System.out.println(ret);OneParameterReturn oneParameterReturn = (int a)->{System.out.println("有返回值有一个参数！");return a;};ret = oneParameterReturn.test(50);System.out.println(ret);MoreParameterReturn moreParameterReturn = (int a,int b)->{System.out.println("有返回值多个参数！");return a+b;};ret = moreParameterReturn.test(60,70);System.out.println(ret);}
}

2.1 lambda表达式的语法精简

1. 参数类型可以省略，如果需要省略，每个参数的类型都要省略。

2. 参数的小括号里面只有一个参数，那么小括号可以省略

3. 如果方法体当中只有一句代码，那么大括号可以省略

4. 如果方法体中只有一条语句，且是return语句，那么大括号可以省略，且去掉return关键字。

以上代码精简之后如下所示：

  public static void main(String[] args) {MoreParameterNoReturn moreParameterNoReturn = ( a, b)->{System.out.println("无返回值多个参数，省略参数类型："+a+" "+b);};moreParameterNoReturn.test(20,30);OneParameterNoReturn oneParameterNoReturn = a ->{System.out.println("无参数一个返回值,小括号可以胜率："+ a);};oneParameterNoReturn.test(10);NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->System.out.println("无参数无返回值，方法体中只有一行代码");noParameterNoReturn.test();
//方法体中只有一条语句，且是return语句NoParameterReturn noParameterReturn = ()-> 40;int ret = noParameterReturn.test();System.out.println(ret);}

3 变量捕获

Lambda 表达式中存在变量捕获，了解了变量捕获之后，我们才能更好的理解Lambda 表达式的作用域。Java当中的匿名类中，会存在变量捕获。

3.1 匿名内部类

匿名内部类就是没有名字的内部类。我们这里只是为了说明变量捕获，所以，匿名内部类只要会使用就好，那么下面我们来，简单的看看匿名内部类的使用就好了。

代码如下图所示：

class Test {public void func(){System.out.println("func()");}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {new Test(){@Overridepublic void func() {System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");}};}
}

在上述代码当中的main函数当中，就是一个匿名内部类的简单的使用。

2.2 匿名内部类的变量捕获

class Test1 {public void func(){System.out.println("func()");}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {final int  a = 100;Test1 t =new Test1(){@Overridepublic void func() {System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a+" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");}};t.func();}
}

结果如下：

在上述代码当中的变量a就是，捕获的变量。这个变量要么是被final修饰，如果不是被final修饰的你要保证在使用之前，没有修改。如下代码就是错误的代码：

class Test1 {public void func(){System.out.println("func()");}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {int a = 100;new Test1(){@Overridepublic void func() {a = 99;System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a+" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");}};}
}

错误信息：

修改为如下代码：

class Test1 {public void func(){System.out.println("func()");}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {final int  a = 100;Test1 t =new Test1(){@Overridepublic void func() {final int  a = 99;System.out.println("我是内部类，且重写了func这个方法！");System.out.println("我是捕获到变量 a == "+a+" 我是一个常量，或者是一个没有改变过值的变量！");}};t.func();}
}

结果如下：

2.3 Lambda的变量捕获

在Lambda当中也可以进行变量的捕获，具体我们看一下代码。

@FunctionalInterface
interface NoParameterNoReturn {void test();
}public static void main(String[] args) {int a = 10;NoParameterNoReturn noParameterNoReturn = ()->{
// a = 99; errorSystem.out.println("捕获变量："+a);};noParameterNoReturn.test();}

3、Lambda在集合当中的使用

为了能够让Lambda和Java的集合类集更好的一起使用，在集合当中，也新增了部分接口，以便与Lambda表达式对接，具体如下图所示：

注意：Collection的forEach()方法是从接口 java.lang.Iterable 拿过来的。

3.1 Collection接口

forEach() 方法演示，该方法在接口 Iterable 当中，代码如下：

    default void forEach(Consumer<? super T> action) {Objects.requireNonNull(action);for (T t : this) {action.accept(t);}}

该方法表示：对容器中的每个元素执行action指定的动作。

package demo4;import java.util.ArrayList;
import java.util.function.Consumer;public class Collection {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("委婉待续");list.add("love");list.add("石老师");list.add("forever");list.forEach(new Consumer<String>() {@Overridepublic void accept(String str) {//简单遍历集合中的元素。System.out.print(str + " ");}});}}

输出结果：

修改为lambda表达式，其中代码如下：

package demo4;import java.util.ArrayList;
import java.util.function.Consumer;public class Collection {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("委婉待续");list.add("love");list.add("石老师");list.add("forever");list.forEach((String str)-> {//简单遍历集合中的元素。System.out.print(str + " ");});System.out.println();list.forEach(( str)-> {//简单遍历集合中的元素。System.out.print(str + " ");});System.out.println();list.forEach( str-> System.out.print(str + " "));}}

测试结果如下：

3.2 List接口

sort()方法的演示，下面代码为sort方法源码：该方法根据c语言制定的比较规则对容器元素进行排序。

   package demo4;import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.function.Consumer;public class Collection {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("委婉待续");list.add("love");list.add("石老师");list.add("forever");list.forEach((String str) -> {//简单遍历集合中的元素。System.out.print(str + " ");});System.out.println();list.sort(new Comparator<String>() {@Overridepublic int compare(String str1, String str2) {
//注意这里比较长度return str1.length() - str2.length();}});System.out.println(list);}}

输出结果如下图所示：

将上述代码修改为lambda表达式：

package demo4;import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.function.Consumer;public class Collection {public static void main(String[] args) {ArrayList<String> list = new ArrayList<>();list.add("委婉待续");list.add("love");list.add("石老师");list.add("forever");list.forEach((String str) -> {//简单遍历集合中的元素。System.out.print(str + " ");});System.out.println();list.sort((String str1, String str2)-> str1.length() - str2.length() );//注意这里比较长度//返回的是长度的差值System.out.println(list);}}

结果如下：

3.3 Map接口

HashMap 的 forEach(），该方法原码如下：

default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {Objects.requireNonNull(action);for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {K k;V v;try {k = entry.getKey();v = entry.getValue();} catch(IllegalStateException ise) {
// this usually means the entry is no longer in the map.throw new ConcurrentModificationException(ise);} action.accept(k, v);}
}

上述代码作用：是对Map中的每个映射执行action指定的操作。

代码如下示例：

package demo4;import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.Consumer;public class Collection {public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();map.put(1, "委婉待续");map.put(2, "love");map.put(3, "石老师");map.put(4, "forever");map.forEach(new BiConsumer<Integer, String>(){@Overridepublic void accept(Integer k, String v){System.out.println(k + "=" + v);}});}}

结果显示：

使用lambda表达式后的代码：

package demo4;import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.Consumer;public class Collection {public static void main(String[] args) {HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();map.put(1, "委婉待续");map.put(2, "love");map.put(3, "石老师");map.put(4, "forever");map.forEach((k, v)->System.out.println(k + "=" + v));}}

测试结果：