Java8Lambda表达式教程
1. 什么是λ表达式
λ表达式本质上是⼀个匿名⽅法。让我们来看下⾯这个例⼦：
public int add(int x, int y) {
return x + y;
}
转成λ表达式后是这个样⼦：
(int x, int y) -> x + y;
参数类型也可以省略，Java编译器会根据上下⽂推断出来：
(x, y) -> x + y; //返回两数之和
或者
(x, y) -> { return x + y; } //显式指明返回值
可见λ表达式有三部分组成：参数列表，箭头（->），以及⼀个表达式或语句块。
下⾯这个例⼦⾥的λ表达式没有参数，也没有返回值（相当于⼀个⽅法接受0个参数，返回void，其实就是Runnable⾥run⽅法的⼀个实现）：
() -> { System.out.println("Hello Lambda!"); }
如果只有⼀个参数且可以被Java推断出类型，那么参数列表的括号也可以省略：
c -> { return c.size(); }
2. λ表达式的类型（它是Object吗？）
λ表达式可以被当做是⼀个Object（注意措辞）。λ表达式的类型，叫做“⽬标类型（target type）”。λ表达式的⽬标类型是“函数接⼝（functional interface）”，这是Java8新引⼊的概念。它的定义是：⼀个接⼝，如果只有⼀个显式声明的抽象⽅法，那么它就是⼀个函数接⼝。⼀般⽤@FunctionalInterface标注出来（也可以不标）。举例如下：
@FunctionalInterface
public interface Runnable { void run(); }
public interface Callable<V> { V call() throws Exception; }
public interface ActionListener { void actionPerformed(ActionEvent e); }
public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2); boolean equals(Object obj); }
注意最后这个Comparator接⼝。它⾥⾯声明了两个⽅法，貌似不符合函数接⼝的定义，但它的确是函数接⼝。这是因为equals⽅法是Object 的，所有的接⼝都会声明Object的public⽅法——虽然⼤多是隐式的。所以，Comparator显式的声明了equals不影响它依然是个函数接⼝。
你可以⽤⼀个λ表达式为⼀个函数接⼝赋值：
Runnable r1 = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");};
然后再赋值给⼀个Object：
Object obj = r1;
但却不能这样⼲：
Object obj = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");}; // ERROR! Object is not a functional interface!必须显式的转型成⼀个函数接⼝才可以：
Object o = (Runnable) () -> { System.out.println("hi"); }; // correct
⼀个λ表达式只有在转型成⼀个函数接⼝后才能被当做Object使⽤。所以下⾯这句也不能编译：
可以啪的游戏System.out.println( () -> {} ); //错误! ⽬标类型不明
必须先转型:
System.out.println( (Runnable)() -> {} ); // 正确
假设你⾃⼰写了⼀个函数接⼝，长的跟Runnable⼀模⼀样：
@FunctionalInterface
public interface MyRunnable {
public void run();
}开车过程
那么
Runnable r1 = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");};
MyRunnable2 r2 = () -> {System.out.println("Hello Lambda!");};
争气不要生气都是正确的写法。这说明⼀个λ表达式可以有多个⽬标类型（函数接⼝），只要函数匹配成功即可。
但需注意⼀个λ表达式必须⾄少有⼀个⽬标类型。
JDK预定义了很多函数接⼝以避免⽤户重复定义。最典型的是Function：
@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
R apply(T t);
}
这个接⼝代表⼀个函数，接受⼀个T类型的参数，并返回⼀个R类型的返回值。
另⼀个预定义函数接⼝叫做Consumer，跟Function的唯⼀不同是它没有返回值。
@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
void accept(T t);
}
还有⼀个Predicate，⽤来判断某项条件是否满⾜。经常⽤来进⾏筛滤操作：
@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
boolean test(T t);
咸鸭蛋怎么腌}
综上所述，⼀个λ表达式其实就是定义了⼀个匿名⽅法，只不过这个⽅法必须符合⾄少⼀个函数接⼝。3. λ表达式的使⽤
3.1 λ表达式⽤在何处
λ表达式主要⽤于替换以前⼴泛使⽤的内部匿名类，各种回调，⽐如事件响应器、传⼊Thread类的Runnable等。看下⾯的例⼦：
Thread oldSchool = new Thread( new Runnable () {
@Override
public void run() {
System.out.println("This is from an anonymous class.");
}
} );
Thread gaoDuanDaQiShangDangCi = new Thread( () -> {
System.out.println("This is from an anonymous method (lambda exp).");
} );
注意第⼆个线程⾥的λ表达式，你并不需要显式地把它转成⼀个Runnable，因为Java能根据上下⽂⾃动推断出来：⼀个Thread的构造函数接受⼀个Runnable参数，⽽传⼊的λ表达式正好符合其run()函数，所以Java编译器推断它为Runnable。
从形式上看，λ表达式只是为你节省了⼏⾏代码。但将λ表达式引⼊Java的动机并不仅仅为此。Java8有⼀个短期⽬标和⼀个长期⽬标。短期⽬标是：配合“集合类批处理操作”的内部迭代和并⾏处理（下⾯将要讲到）；长期⽬标是将Java向函数式编程语⾔这个⽅向引导（并不是要完全变成⼀门函数式编程语⾔，只是让它有更多的函数式编程语⾔的特性），也正是由于这个原因，Oracle并没有简单地使⽤内部类去实现λ表达式，⽽是使⽤了⼀种更动态、更灵活、易于将来扩展和改变的策略（invokedynamic）。
3.2 λ表达式与集合类批处理操作（或者叫块操作）
上⽂提到了集合类的批处理操作。这是Java8的另⼀个重要特性，它与λ表达式的配合使⽤乃是Java8的最主要特性。集合类的批处理操作API的⽬的是实现集合类的“内部迭代”，并期望充分利⽤现代多核CPU进⾏并⾏计算。
Java8之前集合类的迭代（Iteration）都是外部的，即客户代码。⽽内部迭代意味着改由Java类库来进⾏迭代，⽽不是客户代码。例如：
for(Object o: list) { // 外部迭代
System.out.println(o);
}
可以写成：
list.forEach(o -> {System.out.println(o);}); //forEach函数实现内部迭代
焖鸡的做法集合类（包括List）现在都有⼀个forEach⽅法，对元素进⾏迭代（遍历），所以我们不需要再写for循环了。forEach⽅法接受⼀个函数接⼝Consumer做参数，所以可以使⽤λ表达式。
这种内部迭代⽅法⼴泛存在于各种语⾔，如C++的STL算法库、、ruby、scala等。
Java8为集合类引⼊了另⼀个重要概念：流（stream）。⼀个流通常以⼀个集合类实例为其数据源，然后在其上定义各种操作。流的API设计使⽤了管道（pipelines）模式。对流的⼀次操作会返回另⼀个流。如同IO的API或者StringBuffer的append⽅法那样，从⽽多个不同的操作可以在⼀个语句⾥串起来。看下⾯的例⼦：
List<Shape> shapes = ...
shapes.stream()
.filter(s -> s.getColor() == BLUE)
.forEach(s -> s.tColor(RED));
⾸先调⽤stream⽅法，以集合类对象shapes⾥⾯的元素为数据源，⽣成⼀个流。然后在这个流上调⽤filter⽅法，挑出蓝⾊的，返回另⼀个流。最后调⽤forEach⽅法将这些蓝⾊的物体喷成红⾊。（forEach⽅法不再返回流，⽽是⼀个终端⽅法，类似于StringBuffer在调⽤若⼲append之后的那个toString）
filter⽅法的参数是Predicate类型，forEach⽅法的参数是Consumer类型，它们都是函数接⼝，所以可以使⽤λ表达式。
还有⼀个⽅法叫parallelStream()，顾名思义它和stream()⼀样，只不过指明要并⾏处理，以期充分利⽤现代CPU的多核特性。
shapes.parallelStream(); // 或shapes.stream().parallel()
来看更多的例⼦。下⾯是典型的⼤数据处理⽅法，Filter-Map-Reduce：
public void numbers) {
List<String> l = Arrays.asList(numbers);
List<Integer> r = l.stream()
.map(e -> new Integer(e))
.filter(e -> Primes.isPrime(e))
.distinct()
.List());
System.out.println("distinctPrimary result is: " + r);
}
第⼀步：传⼊⼀系列String（假设都是合法的数字），转成⼀个List，然后调⽤stream()⽅法⽣成流。
第⼆步：调⽤流的map⽅法把每个元素由String转成Integer，得到⼀个新的流。map⽅法接受⼀个Function类型的参数，上⾯介绍
了，Function是个函数接⼝，所以这⾥⽤λ表达式。
第三步：调⽤流的filter⽅法，过滤那些不是素数的数字，并得到⼀个新流。filter⽅法接受⼀个Predicate类型的参数，上⾯介绍了，Predicate 是个函数接⼝，所以这⾥⽤λ表达式。
清蒸鲈鱼简单做法第四步：调⽤流的distinct⽅法，去掉重复，并得到⼀个新流。这本质上是另⼀个filter操作。
第五步：⽤collect⽅法将最终结果收集到⼀个List⾥⾯去。collect⽅法接受⼀个Collector类型的参数，这个参数指明如何收集最终结果。在这个例⼦中，结果简单地收集到⼀个List中。我们也可以⽤Map(e->e, e->e)把结果收集到⼀个Map中，它的意思是：把结果收到⼀个Map，⽤这些素数⾃⾝既作为键⼜作为值。toMap⽅法接受两个Function类型的参数，分别⽤以⽣成键和值，Function是个函数接⼝，所以这⾥都⽤λ表达式。
你可能会觉得在这个例⼦⾥，List l被迭代了好多次，map，filter，distinct都分别是⼀次循环，效率会不好。实际并⾮如此。这些返回另⼀个Stream的⽅法都是“懒（lazy）”的，⽽最后返回最终结果的collect⽅法则是“急（eager）”的。在遇到eager⽅法之前，lazy的⽅法不会执⾏。
当遇到eager⽅法时，前⾯的lazy⽅法才会被依次执⾏。⽽且是管道贯通式执⾏。这意味着每⼀个元素依次通过这些管道。例如有个元
病毒性感冒和细菌性感冒区别素“3”，⾸先它被map成整数型3；然后通过filter，发现是素数，被保留下来；⼜通过distinct，如果已经有⼀个3了，那么就直接丢弃，如果还没有则保留。这样，3个操作其实只经过了⼀次循环。
除collect外其它的eager操作还有forEach，toArray，reduce等。
下⾯来看⼀下也许是最常⽤的收集器⽅法，groupingBy：
//给出⼀个String类型的数组，找出其中各个素数，并统计其出现次数
public void numbers) {
List<String> l = Arrays.asList(numbers);
Map<Integer, Integer> r = l.stream()
.map(e -> new Integer(e))
.filter(e -> Primes.isPrime(e))
.collect( upingBy(p->p, Collectors.summingInt(p->1)) );
System.out.println("primaryOccurrence result is: " + r);
}
注意这⼀⾏：
它的意思是：把结果收集到⼀个Map中，⽤统计到的各个素数⾃⾝作为键，其出现次数作为值。
下⾯是⼀个reduce的例⼦：
public void numbers) {
List<String> l = Arrays.asList(numbers);
int sum = l.stream()
.map(e -> new Integer(e))
.filter(e -> Primes.isPrime(e))
.distinct()
.
reduce(0, (x,y) -> x+y); // equivalent to .sum()
System.out.println("distinctPrimarySum result is: " + sum);
}
reduce⽅法⽤来产⽣单⼀的⼀个最终结果。
流有很多预定义的reduce操作，如sum()，max()，min()等。
再举个现实世界⾥的栗⼦⽐如：
// 统计年龄在25-35岁的男⼥⼈数、⽐例
public void boysAndGirls(List<Person> persons) {
Map<Integer, Integer> result = persons.parallelStream().filter(p -> p.getAge()>=25 && p.getAge()<=35).
collect(
);
System.out.print("boysAndGirls result is " + result);
System.out.println(", ratio (male : female) is " + ((Person.MALE)/(Person.FEMALE));
}
3.3 λ表达式的更多⽤法
// 嵌套的λ表达式
Callable<Runnable> c1 = () -> () -> { System.out.println("Nested lambda"); };
c1.call().run();
// ⽤在条件表达式中
Callable<Integer> c2 = true ? (() -> 42) : (() -> 24);
System.out.println(c2.call());
// 定义⼀个递归函数，注意
protected UnaryOperator<Integer> factorial = i -> i == 0 ? 1 : i * this.factorial.apply( i - 1 );
...
System.out.println(factorial.apply(3));
在Java中，随声明随调⽤的⽅式是不⾏的，⽐如下⾯这样，声明了⼀个λ表达式(x, y) -> x + y，同时企图通过传⼊实参(2, 3)来调⽤它：
int five = ( (x, y) -> x + y ) (2, 3); // ERROR! try to call a lambda in-place
这在C++中是可以的，但Java中不⾏。Java的λ表达式只能⽤作赋值、传参、返回值等。
4. 其它相关概念
4.1 捕获（Capture）
捕获的概念在于解决在λ表达式中我们可以使⽤哪些外部变量（即除了它⾃⼰的参数和内部定义的本地变量）的问题。
答案是：与内部类⾮常相似，但有不同点。不同点在于内部类总是持有⼀个其外部类对象的引⽤。⽽λ表达式呢，除⾮在它内部⽤到了其外部类（包围类）对象的⽅法或者成员，否则它就不持有这个对象的引⽤。离骚翻译
在Java8以前，如果要在内部类访问外部对象的⼀个本地变量，那么这个变量必须声明为final才⾏。在Java8中，这种限制被去掉了，代之以⼀个新的概念，“effectively final”。它的意思是你可以声明为final，也可以不声明final但是按照final来⽤，也就是⼀次赋值永不改变。换句话说，保证它加上final前缀后不会出编译错误。
