概述

使用Lambda表達式也有一段時間了，有時候用的云里霧里的，是該深入學習Java 8新特性的時候了。作為Java最大改變之一的Lambda表達式，其是Stream的使用基礎，那就以它開始吧。

這里，我們先明確需要解決的問題：

什么是閉包？

Lambda表達式如何寫？

什么是函數接口？

類型推斷在Lambda中的體現。

Lambda表達式

lambda表達式的語法由參數列表、->和函數體組成。函數體既可以是一個表達式，也可以是一個語句塊：

• 表達式：表達式會被執行然后返回執行結果。
• 語句塊：語句塊中的語句會被依次執行，就像方法中的語句一樣——?
  • return語句會把控制權交給匿名方法的調用者
  • break和continue只能在循環中使用
• 如果函數體有返回值，那么函數體內部的每一條路徑都必須返回值

表達式函數體適合小型lambda表達式，它消除了return關鍵字，使得語法更加簡潔。

Lambda表達式的變體

不包含參數且主體為表達式

Lambda表達式不包含參數，使用空括號 ()表示沒有參數。

OnClickListener mListener = () -> System.out.println("do on Click");

該Lambda表達式實現了OnClickListener接口，該接口也只有一個doOnClick方法，沒有參數，且返回類型為void。

public interface OnClickListener {void doOnClick(); }

不包含參數且主體為代碼段

該Lambda表達式實現了OnClickListener接口，其主體為一段代碼段，在其內用返回或拋出異常來退出。 只有一行代碼的Lambda表達式也可使用大括號， 用以明確Lambda表達式從何處開始、到哪里結束。

? ? OnClickListener mListener_ = () -> {System.out.println("插上電源");System.out.println("打開電視");};

包含一個參數且主體為表達式

Lambda表達式可以包含一個參數，將參數寫在()內，如果只有一個參數可以將()省略。

OnItemClickListener mItemListener = position -> System.out.println("position = [" + position + "]");

該Lambda表達式實現了OnItemClickListener接口，該接口也只有一個doItemClickListener方法，其參數為int類型，且返回值為void。

public interface OnItemClickListener {void doItemClickListener(int position); }

包含多個參數且主體為表達式

Lambda表達式可以包含多個參數，將參數寫在()內，此時()不可以省略。

IMathListener mPlusListener = (x, y) -> x + y; int sum = mPlusListener.doMathOperator(10, 5);

該Lambda表達式實現了IMathListener接口，該接口只有一個doMathOperator方法，其參數為(int, int)類型，且返回值為int類型。

public interface IMathListener {int doMathOperator(int start, int plusValue); }

包含多個參數且主體為代碼段

該Lambda表達式實現了IMathListener接口，該接口只有一個doMathOperator方法，在實現其方法時，創建了一個函數，用來處理結果。

? ? IMathListener mMaxListener = (x, y) -> {if (x > y) {return x;} else {return y;}};

包含多個參數，指定參數類型且主體為代碼段

該Lambda表達式實現了IMathListener接口，在實現時指定了參數類型，此時，調用時方法時的參數類型是指定的，只能傳入相應的類型的參數，若不傳入相應參數，編譯時會報錯。

? ? IMathListener mSubListener = (int x, int y) -> x - y;

盡管與之前相比， Lambda表達式中的參數需要的樣板代碼很少，但是Java 8仍然是一種靜態類型語言。

引用值， 而不是變量

在使用內部類時，我們總是碰到這種情況，需要引用內部類外面的變量，比如其所在方法內的變量，或者該類的全局變量。當使用方法內的變量時，需要將變量聲明為final。此時，將變量聲明為final， 意味著不能為其重復賦值，同時在匿名內部，實際上是用的使用賦給該變量的一個特定的值。

final String name = getUserName(); button.addActionListener(new ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent event) {System.out.println("hi " + name);} });

在Java 8中對放松了這限制，在匿名內部，可以引用其所在方法內的非final變量，但是該變量在既成事實上必須是final，也就是說該變量只能賦值一次。如果再次對其賦值，編譯器會報錯。

現在，我們暫且將在匿名內部類內使用的其所在方法內的變量命名為A，不管是在匿名類內部還是在匿名類所在的方法內，再次對A進行賦值時，編譯器都會報如下錯誤，其意思是變量A是在內部類中訪問的，需要聲明為final或有效的final類型。Variable ‘plusFinal’ is accessed from within inner class, needs to be final or effectively final

在Lambda表達式中，也是同樣的問題，對于其方法體內引用的外部變量，在Lambda表達式所在方法內對變量再次賦值時，編譯器會報同樣的錯誤。也就是意味著，換句話說，Lambda表達式引用的是值，而不是變量。

這種行為也解釋了為什么Lambda表達式也被稱為閉包。未賦值的變量與周邊環境隔離起來，進而被綁定到一個特定的值。在Java 8中引入了閉包這一概念，并將其使用在了Lambda表達式中。眾說紛紜的計算機編程語言圈子里，Java是否擁有真正的閉包一直備受爭議，因為在 Java 中只能引用既成事實上的final變量。可以肯定的是，Lambda表達式都是靜態類型。

閉包在現在的很多流行的語言中都存在，例如 C++、C# 。閉包允許我們創建函數指針，并把它們作為參數傳遞。

函數接口

函數式接口是什么呢？函數式接口(Functional Interface)是Java 8對一類特殊類型的接口的稱呼。這類接口只定義了唯一的抽象方法的接口（除了隱含的Object對象的公共方法），用作Lambda表達式的類型。

從函數接口的定義可以看出，首先要明確的，其是一個接口，而這個接口呢，有且只有一個抽象的方法，那怎么又和函數結合在一起了呢？

public interface IMathListener {int doMathOperator(int start, int plusValue); }

我們先看一個例子，對于IMathListener接口，這個接口只有一個抽象方法doMathOperator，其接收兩個int類型的參數，返回值為int，這個接口可以稱為是一個函數接口。當我們聲明其對象時，我們可以這樣做：

IMathListener mSubListener = (x, y) -> x - y; mMaxListener.doMathOperator(10, 5));// 其值：5

剛才的聲明，就是用Lambda表達式聲明了IMathListener的實現，其實現的意義是求兩個傳入值的差值。這個例子說明了，函數接口可以通過Lambda表達式來實現。下面來看它是如何和函數扯上關系的。

public class Math {public static int doIntPlus(int start, int plusValue) {return start + plusValue;} }

現有一個Math類，其內聲明了一個靜態方法doIntPlus，該方法接收兩個int類型的參數，返回值為int，也就是說doIntPlus與IMathListener接口中的doMathOperator方法的簽名一樣。既然簽名一樣，我們可以搞些什么事情呢。往下看：

IMathListener mPlusListener = Math::doIntPlus;

我們通過函數調用，直接生成了一個IMathListener對象，這里寫法不了解的，后續會做介紹，看下Java 8中的引用。我們還是接著說，通過方法引用來支持Lambda表達式。這樣現有函數、接口及Lambda表達式完美的結合在一起。

從前面已經知道，Lambda表達式都是靜態類型的，也就是說其在編譯時就已經被編譯，所以剛才被引用的方法必須是靜態的，否則編譯器會報錯。

Non-static method cannot be referenced from a static context

非靜態方法不能從靜態上下文引用

對于函數接口而言，接口中唯一方法的命名并不重要了，只要方法簽名和Lambda表達式的類別相匹配即可。當然了，為了增加代碼的易讀性，只需在函數接口中為參數起一個代表意義的名字即可。

為了更形象的聲明接口，我們可以使用圖形來描述不同類型接口。指向函數接口的箭頭表示參數， 如果箭頭從函數接口射出， 則表示方法的返回類型。若接口沒有返回值，沒有箭頭從函數接口射出。?

這里，我們應該對函數接口有了清晰的認識。對于一個函數接口而言，其應該有以下特性：

• 只具有一個方法的接口
• 其可以被隱式轉換為lambda表達式
• 現有靜態方法可以支持lambda表達式
• 每個用作函數接口的接口都應添加 @FunctionalInterface注解

@FunctionalInterface public interface IMathListener {int doMathOperator(int start, int plusValue); }

該注解會強制 javac 檢查一個接口是否符合函數接口的標準。 如果該注解添加給一個枚舉?
類型、 類或另一個注解， 或者接口包含不止一個抽象方法， javac 就會報錯。 重構代碼時，?
使用它能很容易發現問題。

類型推斷

關于類型推斷，我們在Java 7中，已經不止一次用到了，可能你一直都沒有注意到。比如創建一個ArrayList,我們可以這么做：

ArrayList<String> mArrayA = new ArrayList<String>(); ArrayList<String> mArrayB = new ArrayList<>();

在創建mArrayA時，明確指定了ArrayList為String類型，而在創建mArrayB時并未指定ArrayList的類型，編譯器是如何知道mArrayB的數據類型呢？在Java 7中，有個神奇的<>操作符，它可使javac推斷出泛型參數的類型，這樣不用明確聲明泛型類型，編譯器就可以自己推斷出來，這就是它的神奇之處！

對于一個傳遞的參數，編輯器也可以根據參數的類型來推斷具體傳入的參數的數據類型。比如有一個方法updateList，其參數為一個String的ArrayList,在調用該方法時，我們傳入了一個新建的ArrayList但未指定ArrayList的數據類型，此時編輯器會自行推斷傳入的ArrayList的數據類型為String，

public void updateList(ArrayList<String> values);updateList(new ArrayList<>());

Lambda表達式中的類型推斷，實際上是Java 7就引入的目標類型推斷的擴展。javac根據Lambda 表達式上下文信息就能推斷出參數的正確類型。 程序依然要經過類型檢查來保證運行的安全性， 但不用再顯式聲明類型罷了，這就是所謂的類型推斷。

目標類型是指Lambda表達式所在上下文環境的類型。比如，將 Lambda 表達式賦值給一個局部變量，或傳遞給一個方法作為參數，局部變量或方法參數的類型就是 Lambda 表達式的目標類型

以之前提到的IMathListener為例，在下面表達式中，javac會自行將x和y推斷為int類型.

IMathListener mSubListener = (x, y) -> x - y;

而在實際開發過程中，為了接口方法的通用性，一般都是使用泛型來指定參數的類型，比如Funtion接口，該接口接收一個F類型的參數并返回一個T類型的值。

Function<String, Integer> string2Integer = Integer::valueOf;?

在這個實例中，javac可以推斷出接收的數據類型為String，返回類型為Integer。盡管類型推斷已經相當智能，但是其也不是無所不能的。在其自行推斷前，你需給出其推斷的標注。比如下面的例子，javac并不能夠推斷出Function的具體數據類型：

Function string2Integer = Integer::valueOf;?

上述代碼，編譯都不會通過，編譯器給出的報錯信息如下：?
Operator ‘& #x002B;’ cannot be applied to java.lang.Object, java.lang.Object.

大家都知道泛型的擦除原則，在編譯時，編譯器會擦除泛型的具體類型。從而，此時編譯器認為參數和返回值都是java.lang.Object實例。這已經偏離了我們的思想，就算編譯可以通過，也會造成后續邏輯的混亂，從而不知道該行代碼，到底在做什么。在使用泛型時，我們一定會指定泛型的具體的數據類型，以作為編譯器的類型推斷的標準。

方法重載帶來的煩惱

在Java中可以重載方法，造成多個方法有相同的方法名，但簽名卻不一樣，盡管這樣讓多態性展現的淋漓盡致，但是對于類型推斷，帶來了不少的煩惱，因為javac可能會推斷出多種類型。 這時， javac會挑出最具體的類型。比如方法overloadedMethod中，參數類型不同，返回值相同，這是一個典型的方法重載，在使用具體類型調用時，java可以根據具體類型來判斷，此時控制臺應打印“String”。

overloadedMethod("abc");private void overloadedMethod(Object o) {System.out.print("Object"); } private void overloadedMethod(String s) {System.out.print("String"); }

如果我們參數傳遞的是Lambda表達式呢？下面的表達式中，編譯器并不知道x和y的數據類型，也并未指定具體的類型，必然造成編譯異常。

overloadedMethod((x)->y);

如果在Lambda表達式中指定返回值的數據類型，編譯器可以清晰的知道overloadedMethod的參數類型為String類型，根據具體的數據類型，從而調用overloadedMethod(String s) 方法，避免了類型推斷不明確的問題。

overloadedMethod((x)->(String)y);

總而言之，Lambda表達式作為參數時，其類型由它的目標類型推導得出，推導過程遵循如下規則：

• 如果只有一個可能的目標類型，由相應函數接口里的參數類型推導得出；
• 如果有多個可能的目標類型，由最具體的類型推導得出；
• 如果有多個可能的目標類型且最具體的類型不明確， 則需人為指定類型。

總結

Lambda是函數式編程的基礎，而函數式編程是技術的發展方向。作為一個成熟的Java開發人員，學習新的編程技術那是必須的，也是值得花時間學習的。

大量的使用Lambda表達式，盡管避免了大量的使用匿名內部類，提高了代碼的可讀性，可是對猿人們要求更高了，應當對相應的接口或者框架有一定的熟悉程度，否則，看代碼就活在云里霧里了。這也是自我相逼提升的一種方式吧。

參考文檔

Java中的閉包與回調

深入理解Java閉包概念

一見鐘情！Java閉包

Java 8 函數式接口

深入理解Java 8 Lambda（語言篇——lambda，方法引用，目標類型和默認方法）

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作者：行云間?
來源：CSDN?
原文：https://blog.csdn.net/io_field/article/details/54380200?
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java 8系列之Lambda表达式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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