JavaLambda表达式和函数式编程

一、Lambda初识

我们知道，在Java中，接口是不能实例化的，但是接口对象可以指向它的实现类对象。如果接口连实现对象都没有呢？那还可以使用匿名类的方式，如下:

publicclassJavaTest{publicstaticvoidmain(String[] args){Fly fly =newFly(){@Overridepublicvoidfly(String name){System.out.println(name +"飞行");}};
        fly.fly("张三");}}interfaceFly{abstractvoidfly(String name);}

但是，使用匿名内部的方式，代码量其实并不是非常简洁，而为了使代码更加的简洁，Java引进了Lambda表达式的写法，通过更简单的语法，去实现这样功能，使用Lambda表达式简化的代码如下：

publicclassJavaTest{publicstaticvoidmain(String[] args){Fly fly = name ->System.out.println(name +"飞行");
        fly.fly("张三");}}interfaceFly{abstractvoidfly(String name);}

通过Lambda表达式完成了同样的效果，但是代码量却精简了非常对，这就是Lambda表达式的魅力。

二、 函数式接口

在学习Lambda表达式的语法之前，首先要知道什么是函数式接口， 只有一个待实现方法 的接口，就叫做函数式接口。

//接口中只有一个待实现的方法 fly,所以这是函数式接口interfaceFly{voidfly(String name);}//接口中有两个待实现的方法 这是不是函数式接口interfaceRun{voidfastRun();voidslowRun();}//接口中有两个方法,但其中一个是已经定义好的default方法，真正需要子类去实现的方法只有一个 这是函数式接口interfaceJump{voidjump();defaultvoidhighJump(){System.out.println("跳的更高");}}

可以在接口上加**@FunctionalInterface注解，去断言这个接口是函数式接口，如果这个接口不是函数式接口，编译就会提示错误。

为什么要知道什么是函数式接口呢？因为Lambda表达式去简化一个接口的匿名类实现方式，它只能对函数式接口起作用**。
这很容易理解，如果一个接口有多个待实现的方法，Lambda表达式就不能分辨出它现在是对接口中哪个方法进行实现。

三、Lambda表达式语法

Lambda表达式在Java语言中引入了一个操作符“->”，该操作符被称为Lambda操作符或箭头操作符。它将Lambda分为两个部分：

左侧：指定了Lambda表达式需要的所有参数
右侧：制定了Lambda体，即Lambda表达式要执行的功能。
像这样：

(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }

Lambda表达式的除了->和Lambda体，其他的比如参数，小括号，中括号都是可以更加参数类型、方法体代码行数进行省略的。
以如下函数式接口的实现为例：

interfaceMathOperation{intoperation(int a,int b);}interfaceGreetingService{voidsayMessage(String message);}privateintoperate(int a,int b,MathOperation mathOperation){return mathOperation.operation(a, b);}interfaceNoParam{intreturnOne();}

以下是lambda表达式的重要特征:

• 可选类型声明：Lambda表达式可以不用声明实现方法的参数类型，编译器可以统一识别参数值。

// 类型声明MathOperation addition =(int a,int b)-> a + b;// 不用类型声明MathOperation subtraction =(a, b)-> a - b;

• 可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但没有参数或者多个参数需要定义圆括号。

// 不用括号GreetingService greetService1 = message ->System.out.println("Hello "+ message);// 用括号GreetingService greetService2 =(message)->System.out.println("Hello "+ message);

• 可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。

// 多条语句不可以省略大括号MathOperation multiplication =(int a,int b)->{int num = a+1;
            num = a + b;return a * b + num;};// 单条语句可以省略大括号MathOperation division =(int a,int b)-> a / b;

• 可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定表达式返回了一个数值。

  // 多条语句的Lambda表达式如果有返回值，需要使用return
        MathOperation multiplication = (int a, int b) -> {
            int num = a+1;
            num = a + b;
            return a * b + num;
        };

        // 单条语句可以省略return
        MathOperation division = (int a, int b) -> a / b;

四、Lambda表达式的使用范围

Lambda表达式并不只是单单的用来简化一个匿名类的创建，它还有更多的用法。

1、为变量赋值

上文中，对Lambda表达式的用法都是为变量赋值的写法，这样可以简化匿名内部类赋值的代码段，提高阅读效率。

MathOperation subtraction =(a, b)-> a - b;

2、作为return结果

interfaceMathOperation{intoperation(int a,int b);}MathOperationgetOperation(int a,int b){return(a1, b1)-> a+b;}

3、作为数组元素

MathOperation math[]={(a,b)-> a+b,(a,b)-> a-b,(a,b)-> a*b
        };

4、作为普通方法或者构造方法的参数

publicstaticvoidmain(String args[]){Java8Tester java8Tester =newJava8Tester();
        java8Tester.operate(1,2,((a, b)-> a*b));}privateintoperate(int a,int b,MathOperation mathOperation){return mathOperation.operation(a, b);}interfaceMathOperation{intoperation(int a,int b);}

五、Lambda表达式的作用域范围

Lambda表达式表达体内，可以访问表达体外的变量，但无法对其他变量进行修改操作。

六、Lambda表达式的引用写法

在学习Lambda的时候，还可能会发现一种比较奇怪的写法，例如下面的代码：

// 方法引用写法GreetingService greetingService =System.out::println;
        greetingService.sayMessage("hello world");

这里出现了一个从来没见过的符号 :: ,这种写法就叫做方法的引用。
显然使用方法引用比普通的Lambda表达式又简洁了一些。

如果函数式接口的实现恰好可以通过调用一个方法来实现，那么我们可以使用方法引用。

publicclassJava8Tester{publicstaticvoidmain(String args[]){// 静态方法引用--通过类名调用GreetingService greetingService =Test::MyNameStatic;
        greetingService.sayMessage("hello");Test t =newTest();//实例方法引用--通过实例调用GreetingService greetingService2 = t::myName;// 构造方法方法引用--无参数Supplier<Test> supplier =Test::new;System.out.println(supplier.get());}interfaceGreetingService{voidsayMessage(String message);}}classTest{// 静态方法publicstaticvoidMyNameStatic(String name){System.out.println(name);}// 实例方法publicvoidmyName(String name){System.out.println(name);}// 无参构造方法publicTest(){}}

7、Lambda表达式的优缺点

优点：

• 更少的代码行-lambda表达式的最大好处之一就是减少了代码量。我们知道，lambda表达式只能与功能接口一起使用。例如，Runnable 是一个接口，因此我们可以轻松地应用lambda表达式。
• 通过将行为作为方法中的参数传递来支持顺序和并行执行-通过在Java 8中使用Stream API，将函数传递给collection方法。现在，集合的职责是以顺序或并行的方式处理元素。
• 更高的效率-过使用Stream API和lambda表达式，可以在批量操作集合的情况下获得更高的效率(并行执行)。 此外，lambda表达式有助于实现集合的内部迭代，而不是外部迭代。

缺点

• 运行效率-若不用并行计算，很多时候计算速度没有比传统的 for 循环快。（并行计算有时需要预热才显示出效率优势）
• 很难调试-Lambda表达式很难打断点，对调式不友好。
• 不容易看懂-若其他程序员没有学过 lambda 表达式，代码不容易让其他语言的程序员看懂（我学Lambda表达式的原因是看不懂同事写的Lambda表达式代码）