Java 8 函数式编程 Lambda

Lambda表达式

a function (or a subroutine) defined, and possibly called, without being bound to an identifier。
一段带有输入参数的可执行语句块。
在Java 8之前，如果想将行为传入函数，仅有的选择就是匿名类，需要6行代码。而定义行为最重要的那行代码，却混在中间不够突出。lambda表达式取代了匿名类，取消了模板，允许用函数式风格编写代码。这样有时可读性更好，表达更清晰。

Lambda表达式 vs 匿名类

• this：匿名类的 this 关键字指向匿名类，而lambda表达式的 this 关键字指向声明它的外部对象。
• 编译方式：Java编译器将lambda表达式编译成类的私有方法。使用了Java 7的 invokedynamic
  字节码指令来动态绑定这个方法。

例1、用lambda表达式实现Runnable

// Java 8之前：
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
    System.out.println("Before Java8, too much code for too little to do");
    }
}).start();

//Java 8方式：
new Thread( () -> System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!") ).start();

Java 8 lambda表达式的语法。

(params) -> expression
(params) -> statement
(params) -> { statements } 

() -> System.out.println("Hello Lambda Expressions");
(int x, int y) -> x + y 

例2、使用Java 8 lambda表达式 Collections.sort()

List<String> names = ...;
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
  @Override
  public int compare(String o1, String o2) {
    return o1.compareTo(o2);
  }
});
//Java 8方式： lambda
Collections.sort( (o1, o2) -> o1.compareTo(o2));

例3、使用lambda表达式对列表进行迭代

如果你使过几年Java，你就知道针对集合类，最常见的操作就是进行迭代，并将业务逻辑应用于各个元素，例如处理订单、交易和事件的列表。

// Java 8之前：
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
for (String feature : features) {
    System.out.println(feature);
} 

// Java 8之后：
List features = Arrays.asList("Lambdas", "Default Method", "Stream API", "Date and Time API");
features.forEach(n -> System.out.println(n));

// 使用Java 8的方法引用更方便，方法引用由::双冒号操作符标示，
// 看起来像C++的作用域解析运算符
features.forEach(System.out::println);

例4、使用lambda表达式和函数式接口Predicate

Java 8也添加了一个包，叫做 java.util.function。它包含了很多类，用来支持Java的函数式编程。其中一个便是Predicate。Predicate接口非常适用于做过滤。

public static void filter(List<String> names, Predicate condition) {
    for(String  name: names)  {
        if(condition.test(name)) {
            System.out.println(name + " ");
        }
    }
}
// 更好的办法
public static void filter(List names, Predicate condition) {
    names.stream().filter((name) -> (condition.test(name))).forEach((name) -> {
        System.out.println(name + " ");
    });
}

例5、如何在lambda表达式中加入Predicate

java.util.function.Predicate 允许将两个或更多的 Predicate 合成一个。它提供类似于逻辑操作符AND和OR的方法，名字叫做 and()、or()，用于将传入 filter() 方法的条件合并起来。例如，要得到所有以J开始，长度为四个字母的语言，可以定义两个独立的 Predicate 示例分别表示每一个条件，然后用 Predicate.and() 方法将它们合并起来

// 甚至可以用and()、or()逻辑函数来合并Predicate，
// 例如要找到所有以J开始，长度为四个字母的名字，你可以合并两个Predicate并传入
Predicate<String> startsWithJ = (n) -> n.startsWith("J");
Predicate<String> fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4;
names.stream()
    .filter(startsWithJ.and(fourLetterLong))
    .forEach((n) -> System.out.print("nName, which starts with 'J' and four letter long is : " + n)); 

类似地，也可以使用 or() 方法。

例6、Java 8中使用lambda表达式的Map

本例介绍最广为人知的函数式编程概念map。它允许你将对象进行转换。例如在本例中，我们将 costBeforeTax 列表的每个元素转换成为税后的值。

// 不使用lambda表达式为每个订单加上12%的税
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
for (Integer cost : costBeforeTax) {
    double price = cost + .12*cost;
    System.out.println(price);
}

// 使用lambda表达式
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).forEach(System.out::println);

对列表的每个元素使用某个函数，如map()

// 将字符串换成大写并用逗号链接起来
List<String> G7 = Arrays.asList("USA", "Japan", "France", "Germany", "Italy", "U.K.","Canada");
String G7Countries = G7.stream().map(x -> x.toUpperCase()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(G7Countries); 

例7、Java 8中使用lambda表达式的Reduce示例

在上个例子中，可以看到map将集合类（例如列表）元素进行转换的。还有一个 reduce() 函数可以将所有值合并成一个。Map和Reduce操作是函数式编程的核心操作，因为其功能，reduce 又被称为折叠操作。另外，reduce 并不是一个新的操作，你有可能已经在使用它。SQL中类似 sum()、avg() 或者 count() 的聚集函数，实际上就是 reduce 操作，因为它们接收多个值并返回一个值。流API定义的 reduceh() 函数可以接受lambda表达式，并对所有值进行合并。IntStream这样的类有类似 average()、count()、sum() 的内建方法来做 reduce 操作，也有mapToLong()、mapToDouble() 方法来做转换。这并不会限制你，你可以用内建方法，也可以自己定义。在这个Java 8的Map Reduce示例里，我们首先对所有价格应用 12% 的VAT，然后用 reduce() 方法计算总和。

// 为每个订单加上12%的税
// 老方法：
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double total = 0;
for (Integer cost : costBeforeTax) {
    double price = cost + .12*cost;
    total = total + price;
}
System.out.println("Total : " + total);

// 新方法：
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double bill = costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).reduce((sum, cost) -> sum + cost).get();
System.out.println("Total : " + bill); 

例8、通过过滤创建一个String列表

过滤是Java开发者在大规模集合上的一个常用操作，而现在使用lambda表达式和流API过滤大规模数据集合是惊人的简单。流提供了一个 filter() 方法，接受一个 Predicate 对象，即可以传入一个lambda表达式作为过滤逻辑。下面的例子是用lambda表达式过滤Java集合，将帮助理解。

// 创建一个字符串列表，每个字符串长度大于2
List<String> filtered = strList.stream().filter(x -> x.length()> 2).collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s, filtered list : %s %n", strList, filtered);

使用filter()方法则是获得一个新的列表，且其每个元素符合过滤原则。

例9、 distinct() 方法来对集合进行去重

// 用所有不同的数字创建一个正方形列表
List<Integer> numbers = Arrays.asList(9, 10, 3, 4, 7, 3, 4);
List<Integer> distinct = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s,  Square Without duplicates : %s %n", numbers, distinct); 

例10、计算集合元素的最大值、最小值、总和以及平均值

IntStream、LongStream 和 DoubleStream 等流的类中，有个非常有用的方法叫做 summaryStatistics() 。可以返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics 或者 DoubleSummaryStatistics，描述流中元素的各种摘要数据。在本例中，我们用这个方法来计算列表的最大值和最小值。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法来获得列表的所有元素的总和及平均值。

//获取数字的个数、最小值、最大值、总和以及平均值
List<Integer> primes = Arrays.asList(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29);
IntSummaryStatistics stats = primes.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println("Highest prime number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest prime number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all prime numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all prime numbers : " + stats.getAverage());

Java 8 Lambda表达式要点

1. lambda表达式仅能放入如下代码：预定义使用了 @Functional
   注释的函数式接口，自带一个抽象函数的方法，或者SAM（Single Abstract Method interfaces 单个抽象方法）类型。
   例如，若一个方法接收Runnable、Comparable或者 Callable 接口，都有单个抽象方法，可以传入lambda表达式。类似的，如果一个方法接受声明于 java.util.function 包内的接口，例如 Predicate、Function、Consumer 或 Supplier，那么可以向其传lambda表达式。
2. lambda内部可以使用静态、非静态和局部变量，这称为lambda内的变量捕获。
3. Lambda表达式在Java中又称为闭包或匿名函数
4. Lambda方法在编译器内部被翻译成私有方法，并派发 invokedynamic 字节码指令来进行调用。可以使用JDK中的 javap 工具来反编译class文件。使用 javap -p 或 javap -c -v 命令来看一看lambda表达式生成的字节码。大致应该长这样：

private static java.lang.Object lambda$0(java.lang.String);

lambda表达式其实是快速创建SAM接口的语法糖，原先的SAM接口都可以访问接口外部变量，lambda表达式肯定也是可以。
不过lambda表达式访问外部变量有一个非常重要的限制：变量不可变（只是引用不可变，而不是真正的不可变）。
以前java的匿名内部类在访问外部变量的时候，外部变量必须用final修饰。在java8对这个限制做了优化（前面说的小小优化），可以不用显示使用final修饰，但是编译器隐式当成final来处理。
不能在lambda内部修改定义在域外的变量。只是访问它而不作修改是可以的

List<Integer> primes = Arrays.asList(new Integer[]{2, 3,5,7});
int factor = 2;
primes.forEach(element -> { System.out.println(factor*element); }); 

以上就是Java 8的lambda表达式的全部10个例子。此次修改将成为Java史上最大的一次，将深远影响未来Java开发者使用集合框架的方式。我想规模最相似的一次修改就是Java 5的发布了，它带来了很多优点，提升了代码质量，例如：泛型、枚举、自动装箱（Autoboxing）、静态导入、并发API和变量参数。

lambda表达式的各种简化版

1. 参数类型省略–绝大多数情况，编译器都可以从上下文环境中推断出lambda表达式的参数类型。
2. 当lambda表达式的参数个数只有一个，可以省略小括号。
3. 当lambda表达式只包含一条语句时，可以省略大括号、return和语句结尾的分号。
4. 使用Method Reference
   lambda表达式可以使用方法引用，仅当该方法不修改lambda表达式提供的参数。

List<String> lowercaseNames = names.stream().map(String::toLowerCase).collect(Collectors.toList());

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http://ifeve.com/lambda/
原文链接： https://link.zhihu.com/?target=http%3A//javarevisited.blogspot.sg/2014/02/10-example-of-lambda-expressions-in-java8.html
翻译： ImportNew.com - http://www.importnew.com/author/lemeilleur
译文链接： http://www.importnew.com/16436.html