Lambda 表达式
Lambda 表达式
Lambda 表达式在 JDK 8 中引入
为什么要引入 Lambda 表达式
Lambda 表达式是 Java 函数式编程的核心概念之一，它的出现是用来简化实现函数式接口（Functional Interface），听起来似乎有点抽象，什么又是函数式接口呢？
因此在具体讲到什么是 Lambda 表达式之前，我们先来回顾一下 Interface 接口的基本概念和使用方法：
接口是用来定义一个协议或约定，它只声明方法，但不提供方法的具体实现，我们称这样的方法为抽象方法（Abstract Method）：
public interface Vehicle {
void start(); // Abstract Method
}方法具体地实现是由实现这个接口的类来提供的：
public class Car implements Vehicle {
public void start() {
System.out.println("starting car engine");
}
}public class Bus implements Vehicle {
public void start() {
System.out.println("starting bus engine");
}
}public class Truck implements Vehicle {
public void start() {
System.out.println("starting truck engine");
}
}这样一来，将接口的声明与具体实现分开，业务中就只需要关心方法，而不需要关心具体的实现类，从而实现代码的解耦和模块化
我们再举个例子，假设现在有个需求，通过一个方法来发送多种不同形式的消息，比如既可以发送 Email 邮件消息，又可以发送 SMS 短消息，这种场景就非常适合使用 Interface 来实现：
public interface Message {
void send();
}我们先创建一个 Message 接口，里面定义一个 send 抽象方法，接下来我们创建一个 Email 类来实现这个 Message 接口用来发邮件：
public class Email implements Message {
@Override
public void send() {
System.out.println("This is an email");
}
}同样的，我们再来创建一个 Sms 类来实现 Message 接口用来发送短消息：
public class Sms implements Message {
@Override
public void send() {
System.out.println("This is an Sms");
}
}最后我们返回 Main 函数，写一个方法用来负责统一发送消息：
public class Main {
public static void sendMessage(Message message) {
message.send();
}
}因为参数类型为 Message 接口，这就意味着不管传入的是 Email 对象还是 Sms 对象，它们的类都已经各自实现了 Message 接口的 send 方法。所以 sendMessage 方法内部只需要执行 message 的 send 方法，而不需要关心执行的到底是哪个对象的 send 方法，免去了复杂的判断和切换，这也是面向接口编程的一个典型应用场景
我们现在来发送一下邮件消息：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Message email = new Email();
sendMessage(email);
}
public static void sendMessage(Message message) {
message.send();
}
}我们再来尝试一下发送 SMS 消息：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Message sms = new Sms();
sendMessage(sms);
}
public static void sendMessage(Message message) {
message.send();
}
}到这里我们按照传统方法已经正确地实现和使用了接口，但是我们会发现，要发送一条消息每次都需要好几个步骤
比方说上述发送 SMS 的实现步骤：
创建一个实现
Message接口的Sms类实现
Message接口的send方法实例化一个 sms 对象
最后才可以调用
sendMessage方法进行发送
Lambda 表达式的出现就能帮我们解决这个问题，它能提供一种快速简洁的方式来实现上述接口。接口的抽象方法的具体实现直接在 Lambda 表达式里面定义即可
使用 Lambda 表达式
我们来等效实现刚才 Email 里的 send 方法，语法是用一个括号（Parentheses）一个连字号（Hyphen）加箭头（Arrow）以及大括号（Curly Braces），其中括号指的是 Email 里面的 send 方法的括号，大括号里面是函数体：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
sendMessage(() -> {
System.out.println("This is an email");
});
}
public static void sendMessage(Message message) {
message.send();
}
}如果 Lambda 函数体内只包含一个表达式，那么就可以省略大括号：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
sendMessage(() -> System.out.println("This is an email"));
}
public static void sendMessage(Message message) {
message.send();
}
}上述代码还可以简写成这样：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Message sms = () -> System.out.println("This is an Sms");
sms.send();
}
}如果抽象方法中有多个参数，那么对应的 Lambda 表达式里面就要这么定义：
public interface Message {
void send(String name, String title);
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
Message sms = (name, title) -> System.out.println("This is an Sms to " + title + " " + name);
sms.send("MW", "Mr");
}
}当抽象方法有返回值的情况下：
public interface Message {
String send(String name, String title);
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
Message sms = (name, title) -> {
System.out.println("This is an Sms to" + title + " " + name);
return "success";
};
String result = sms.send("MW", "Mr");
System.out.println(result);
}
}Lambda 表达式的约束
Lambda 表达式的使用场景是有限制的，它只能用于有且只有一个抽象方法的接口上，我们称这样的接口为函数式接口（Function Interface）为什么 Java 要这样定义呢？试想一下，一个接口如果有多个抽象方法的话，那么在使用 Lambda 表达式时，Java 将无法确定 Lambda 意图实现哪一个抽象方法
我们也可以在接口顶部使用注解 @FunctionalInterface 来表示这是一个函数式接口：
@FunctionalInterface
public interface Message {
String send(String name, String title);
}注解 @FunctionalInterface 是可选的，函数式接口的定义本身并不依赖这个注解，即便你不标注，只要满足函数式接口的定义条件，Java 自动会把它当作是函数式接口，当然在编程过程中我们建议使用 @FunctionalInterface，这样的话如果出现多于一个抽象方法，或者是没有抽象方法的话，就会编译报错，便于 Debug，同时开发人员也能更好地理解接口的设计意图
虽然函数式接口只允许有一个抽象方法，但可以有多个默认方法（default methods）或静态方法（static methods）
@FunctionalInterface
public interface Message {
String send(String name, String title);
// 默认方法
default void myDefaultMethod() {
System.out.println("Default method implementation");
}
// 静态方法
static void myStaticMethod() {
System.out.println("Static method implementation");
}
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
Message sms = (name, title) -> {
System.out.println("This is an Sms to" + title + " " + name);
return "success";
};
String result = sms.send("MW", "Mr");
System.out.println(result);
// 调用默认方法
sms.myDefaultMethod();
// 调用静态方法
Message.myStaticMethod();
}
}总结：Lambda 表达式归根到底是一种语法糖，用于简化函数式接口的实现，在 Java 的函数式编程中起到了关键的作用。Java 标准库中也包含了许多内置的函数式接口，比如 Predicate，Function，Consumer，Supplier 等等，经常与 Stream API 一起使用
用于筛选元素
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "grape", "watermelon");
Predicate<String> startsWithB = s -> s.startsWith("b");
List<String> result = words.stream().filter(startsWithB).collect(Collectors.toList());
System.out.println(result);
}
}打印结果：[banana]
用于将一个类型的值转换为另一个类型
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "grape", "watermelon");
Function<String, Integer> lengthMapper = String::length;
List<Integer> result = words.stream().map(lengthMapper).collect(Collectors.toList());
System.out.println(result);
}
}打印结果：[5, 6, 6, 5, 10]
用于对元素执行某些操作而不返回结果
public class Main {
public static void main(String[] args) {
List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "grape", "watermelon");
Consumer<String> printUpperCase = s -> System.out.print(s.toUpperCase() + " ");
words.forEach(printUpperCase);
}
}打印结果：APPLE BANANA ORANGE GRAPE WATERMELON
用于生成或提供值
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Supplier<Double> randomSupplier = Math::random;
double randomNumber = randomSupplier.get();
System.out.println(randomNumber);
}
}打印结果：0.9441405931125922