摘要：之前，使用匿名類給蘋果排序的代碼是的，這段代碼看上去并不是那么的清晰明了，使用表達(dá)式改進(jìn)后或者是不得不承認(rèn)，代碼看起來跟清晰了。這是由泛型接口內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式造成的。

# Lambda表達(dá)式
在《Java8實(shí)戰(zhàn)》中第三章主要講的是Lambda表達(dá)式，在上一章節(jié)的筆記中我們利用了行為參數(shù)化來因?qū)Σ粩嘧兓男枨螅詈笪覀円彩褂玫搅薒ambda，通過表達(dá)式為我們簡化了很多代碼從而極大地提高了我們的效率。那我們就來更深入的了解一下如何使用Lambda表達(dá)式，讓我們的代碼更加具有簡潔性和易讀性。

什么是Lambda表達(dá)式？簡單的來說，Lambda表達(dá)式是一個(gè)匿名函數(shù)，Lambda表達(dá)式基于數(shù)學(xué)中的λ演算得名，直接對應(yīng)其中的Lambda抽象（lambda abstraction），是一個(gè)匿名函數(shù)，既沒有函數(shù)名的函數(shù)。Lambda表達(dá)式可以表示閉包（注意和數(shù)學(xué)傳統(tǒng)意義的不同）。你也可以理解為，簡潔的表示可傳遞的匿名函數(shù)的一種方式：它沒有名稱，但它有參數(shù)列表、函數(shù)主體、返回類型，可能還有一個(gè)可以拋出異常的列表。

有時(shí)候，我們?yōu)榱撕喕a而去使用匿名類，雖然匿名類能簡化一部分代碼，但是看起來很啰嗦。為了更好的的提高開發(fā)的效率以及代碼的簡潔性和可讀性，Java8推出了一個(gè)核心的新特性之一：Lambda表達(dá)式。

Java8之前，使用匿名類給蘋果排序的代碼：

apples.sort(new Comparator() {
    @Override
    public int compare(Apple o1, Apple o2) {
        return o1.getWeight().compareTo(o2.getWeight());
    }
});

是的，這段代碼看上去并不是那么的清晰明了，使用Lambda表達(dá)式改進(jìn)后：

Comparator byWeight = (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());

或者是：

Comparator byWeight = Comparator.comparing(Apple::getWeight);

不得不承認(rèn)，代碼看起來跟清晰了。要是你覺得Lambda表達(dá)式看起來一頭霧水的話也沒關(guān)系，我們慢慢的來了解它。

現(xiàn)在，我們來看看幾個(gè)Java8中有效的Lambda表達(dá)式加深對Lambda表達(dá)式的理解：

// 這個(gè)表達(dá)式具有一個(gè)String類型的參數(shù)并返回一個(gè)int,Lambda并沒有return語句,因?yàn)橐呀?jīng)隱含了return。
(String s) -> s.length() 

// 這個(gè)表達(dá)式有一個(gè)Apple類型的參數(shù)并返回一個(gè)boolean（蘋果重來是否大于150克）
(Apple a) -> a.getWeight() > 150

// 這個(gè)表達(dá)式具有兩個(gè)int類型二的參數(shù)并且沒有返回值。Lambda表達(dá)式可以包含多行代碼，不只是這兩行。
(int x, int y) -> {
    System.out.println("Result:");
    System.out.println(x + y);
}

// 這個(gè)表達(dá)式?jīng)]有參數(shù)類型，返回一個(gè)int。
() -> 250

// 顯式的指定為Apple類型，并對重量進(jìn)行比較返回int
(Apple a2, Apple a2) -> a1.getWeight.compareTo(a2.getWeight())

Java語言設(shè)計(jì)者選選擇了這樣的語法，是因?yàn)镃#和Scala等語言中的類似功能廣受歡迎。Lambda的基本語法是：

(parameters) -> expression

或者（請注意花括號）：

(parameters) -> {statements;}

是的，Lambda表達(dá)式的語法看起來就是那么簡單。那我們繼續(xù)看幾個(gè)例子，看看以下哪幾個(gè)是有效的:

（1） () -> {}
（2） () -> "Jack"
（3） () -> {return "Jack"}
（4） (Interge i) -> return "Alan" + i;
（5） (String s) -> {"IronMan";}

正確答案是：(1)、(2)、(3)

原因:

(1) 是一個(gè)無參并且無返回的，類似與private void run() {}.

(2) 是一個(gè)無參并且返回的是一個(gè)字符串。

(3) 是一個(gè)無參，并且返回的是一個(gè)字符串，不過里面還可以繼續(xù)寫一些其他的代碼（利用顯式返回語句）。

(4) 它沒有使用使用顯式返回語句，所以它不能算是一個(gè)表達(dá)式。想要有效就必須加一對花括號，
(Interge i) -> {return "Alan" + i}

(5) "IronMan"很顯然是一個(gè)表達(dá)式，不是一個(gè)語句，去掉這一對花括號或者使用顯式返回語句即可有效。

我們剛剛已經(jīng)看了很多關(guān)于Lambda表達(dá)式的語法例子，可能你還不太清楚這個(gè)Lambda表達(dá)式到底如何使用。

還記得在上一章的讀書筆記中，實(shí)現(xiàn)的filter方法中，我們使用的就是Lambda:

List heavyApples = filter(apples, (Apple apple) -> apple.getWeight() > 150);

我們可以在函數(shù)式接口上使用Lambda表達(dá)式，函數(shù)式接口聽起來很抽象，但是不用太擔(dān)心接下來就會解釋函數(shù)式接口是什么。

還記得第二章中的讀書筆記，為了參數(shù)化filter方法的行為使用的Predicate接口嗎？它就是一個(gè)函數(shù)式接口。什么是函數(shù)式接口?一言蔽之，函數(shù)式接口就是只定義了一個(gè)抽象方法的接口。例如JavaAPI中的：Comparator、Runnable、Callable：

public interface Comparable {
    public int compareTo(T o);
}

public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

public interface Callable {
    V call() throws Exception;
}

當(dāng)然，不只是它們，還有很多一些其他的函數(shù)式接口。

函數(shù)式接口到底可以用來干什么？Lambda表達(dá)式允許你直接以內(nèi)聯(lián)的形式為函數(shù)式接口的抽象方法提供實(shí)例，并把整個(gè)表達(dá)式作為函數(shù)式接口的實(shí)例（具體來說，是函數(shù)式接口一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的實(shí)例）。你也可以使用匿名類實(shí)現(xiàn)，只不過看來并不是那么的一目了然。使用匿名類你需要提供一個(gè)實(shí)例，然后在直接內(nèi)聯(lián)將它實(shí)例化。

通過下面的代碼，你可以來比較一下使用函數(shù)式接口和使用匿名類的區(qū)別：

// 使用Lambda表達(dá)式
Runnable r1 = () -> System.out.println("HelloWorld 1");

// 使用匿名類
Runnable r2 = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("HelloWorld 2");
    }
};

// 運(yùn)行結(jié)果
System.out.println("Runnable運(yùn)行結(jié)果：");
// HelloWorld 1
process(r1);
// HelloWorld 2
process(r2);
// HelloWorld 3
process(() -> System.out.println("HelloWorld 3"));
        
private static void process(Runnable r) {
    r.run();
}

酷，從上面的代碼可以看出使用Lambda表達(dá)式你可以減少很多代碼同時(shí)也提高了代碼的可讀性而使用匿名類卻要四五行左右的代碼。

函數(shù)接口的抽象方法的前面基本上就是Lambda表達(dá)式的簽名。我們將這種抽象方法叫做函數(shù)描述符。例如，Runnable接口可以看作一個(gè)什么也不接受什么也不返回的函數(shù)簽名，因?yàn)樗挥幸粋€(gè)叫做run的抽象方法，這個(gè)方法沒有參數(shù)并且是無返回的。

函數(shù)式接口很有用，因?yàn)槌橄蠓椒ǖ暮灻梢悦枋鯨ambda表達(dá)式的簽名。函數(shù)式接口的抽象方法的簽名稱為函數(shù)描述符。

在第一章的讀書筆記中，有提到過Predicate這個(gè)接口，現(xiàn)在我們來詳細(xì)的了解一下它。

java.util.function.Predicate接口定義了一個(gè)名字叫test的抽象方法，它接受泛型T對象，并返回一個(gè)boolean值。之前我們是創(chuàng)建了一個(gè)Predicate這樣的一個(gè)接口，現(xiàn)在我們所說到的這個(gè)接口和之前創(chuàng)建的一樣，現(xiàn)在我們不需要再去創(chuàng)建一個(gè)這樣的接口就直接可以使用了。在你需要表示一個(gè)涉及類型T的布爾表達(dá)式時(shí)，就可以使用這個(gè)接口。比如，你可以定義一個(gè)接受String對象的Lambda表達(dá)式：

@FunctionalInterface
public interface Predicate {
    boolean test(T t);
}

private static  List filter(List list, Predicate predicate) {
    List result = new ArrayList<>();
    for (T t : list) {
        if (predicate.test(t)) {
            result.add(t);
        }
    }
    return result;
}

List strings = Arrays.asList("Hello", "", "Java8", "", "In", "Action");
Predicate nonEmptyStringPredicate = (String s) -> !s.isEmpty();

List stringList = filter(strings, nonEmptyStringPredicate);
// [Hello, Java8, In, Action]
System.out.println(stringList);

如果，你去查看Predicate這個(gè)接口的源碼你會發(fā)現(xiàn)有一些and或者or等等一些其他的方法，并且這個(gè)方法還有方法體，不過你目前無需關(guān)注這樣的方法，以后的文章將會介紹到為什么在接口中能定義有方法體的方法。

java.util.function.Consumer定義了一個(gè)叫做accept的抽象方法，它接受泛型T的對象，并且是一個(gè)無返回的方法。你如果需要訪問類型T的對象，并對其執(zhí)行某些操作，就可以使用這個(gè)接口。比如，你可以用它來創(chuàng)建一個(gè)foreach方法，并配合Lambda來打印列表中的所有元素.

@FunctionalInterface
public interface Consumer {
    void accept(T t);
}

private static  void forEach(List list, Consumer consumer) {
    for (T i : list) {
        consumer.accept(i);
    }
}

// 使用Consumer
forEach(Arrays.asList("Object", "Not", "Found"), (String str) -> System.out.println(str));
forEach(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6), System.out::println);

java.util.function.Function接口定義了一個(gè)叫做apply的方法，它接受一個(gè)泛型T的對象，并返回一個(gè)泛型R的對象。如果你需要定義一個(gè)Lambda，將輸入對象的信息映射到輸出，就可以使用這個(gè)接口（比如提取蘋果的重量，把字符串映射為它的長度）。在下面的代碼中，我們來看看如何利用它來創(chuàng)建一個(gè)map方法，將以一個(gè)String列表映射到包含每個(gè)String長度的Integer列表。

@FunctionalInterface
public interface Function {
    R apply(T t);
}

private static  List map(List list, Function function) {
    List result = new ArrayList<>();
    for (T s : list) {
        result.add(function.apply(s));
    }
    return result;
}

 List map = map(Arrays.asList("lambdas", "in", "action"), (String s) -> s.length());
// [7, 2, 6]
System.out.println(map);

原始類型特化

我們剛剛了解了三個(gè)泛型函數(shù)式接口：Predicate、Consumer和Function。還有些函數(shù)式接口專為某些類而設(shè)計(jì)。

回顧一下：Java類型要么用引用類型（比如：Byte、Integer、Object、List），要么是原始類型（比如：int、double、byte、char）。但是泛型（比如Consumer中的T）只能綁定到引用類型。這是由泛型接口內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式造成的。因此，在Java里面有一個(gè)將原始類型轉(zhuǎn)為對應(yīng)的引用類型的機(jī)制。這個(gè)機(jī)制叫作裝箱（boxing）。相反的操作，也就是將引用類型轉(zhuǎn)為對應(yīng)的原始類型，叫作拆箱（unboxing）。Java還有一個(gè)自動(dòng)裝箱機(jī)制來幫助程序員執(zhí)行這一任務(wù)：裝箱和拆箱操作都是自動(dòng)完成的。比如，這就是為什么下面的代碼是有效的（一個(gè)int被裝箱成為Integer）：

List list = new ArrayList<>;
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    list.add(i);
}

但是像這種自動(dòng)裝箱和拆箱的操作，性能方面是要付出一些代價(jià)的。裝箱的本質(zhì)就是將原來的原始類型包起來，并保存在堆里。因此，裝箱后的值需要更多的內(nèi)存，并需要額外的內(nèi)存搜索來獲取被包裹的原始值。

Java8為我們前面所說的函數(shù)式接口帶來了一個(gè)專門的版本，以便在輸入和輸出都是原始類型時(shí)，避免自動(dòng)裝箱的操作。比如，在下面的代碼中，使用IntPredicate就避免了對值1000進(jìn)行裝箱操作，但要使用Predicate就會把參數(shù)1000裝箱到一個(gè)Integer對象中：

@FunctionalInterface
public interface IntPredicate {
    boolean test(int value);
}

IntPredicate evenNumbers = (int i) -> i % 2 == 0;
// 無裝箱
evenNumbers.test(1000);

Predicate oddNumbers = (Integer i) -> i % 2 == 1;
// 裝箱
oddNumbers.test(1000);

一般來說，針對專門的輸入?yún)?shù)類型的函數(shù)式接口的名稱都要加上對應(yīng)的原始類型前綴，比如DoublePredicate、IntConsumer、LongBinaryOperator、IntFunction等。Function接口還有針對輸出參數(shù)類型變種：ToIntFunction、IntToDoubleFunction等。

Java8中還有很多常用的函數(shù)式接口，如果你有興趣可以去查找一些相關(guān)的資料，了解了這些常用的函數(shù)接口之后，會對你以后了解Stream的知識有很大的幫助。

《Java8實(shí)戰(zhàn)》這本書第三章的內(nèi)容很多，所以我打算分兩篇文章來寫。這些讀書筆記系列的文章內(nèi)容很多地方都是借鑒書中的內(nèi)容。如果您有時(shí)間、興趣和經(jīng)濟(jì)的話可以去買這本書籍。這本書我看了兩遍，是一本很不錯(cuò)的技術(shù)書籍。如果，您沒有太多的時(shí)間那么您就可以關(guān)注我的微信公眾號或者當(dāng)前的技術(shù)社區(qū)的賬號，利用空閑的時(shí)間看看我的文章，非常感謝您對我的關(guān)注！

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