在函數語言程式設計中，函式既可以接收也可以返回其他函式。函式不在像傳統的物件導向程式設計一樣，只是一個物件的工廠或生成器，它也能夠建立和返回另一個函式。返回函式的函式可以變成級聯 lambda 表示式，程式碼非常短。儘管這樣的語法初次看起來非常的陌生，但是它有自己的用途。本文將幫助您認識級聯 lambda 表示式，理解它們的性質和在程式碼中的用途。
神祕的語法
看下面的一端程式碼：
x -> y -> x > y
複製程式碼對於不熟悉使用 lambda 表示式程式設計的開發人員，此語法可能看起來像貨物正在從快速行駛的卡車上一件件掉下來。這非常的令人感到好奇。幸運的是我們不會經常看到他們，但理解如何建立級聯 lambda 表示式和如何在程式碼中理解它們會是很有好處的。
高階函式
在談論級聯 lambda 表示式之前，有必要首先理解如何建立它們。對此，我們需要回顧一下高階函式和它們在函式分解中的作用，函式分解是一種將複雜流程分解為更小、更簡單的部分的方式。
首先區分一下高階函式和常規函式的規則：
常規函式
- 可以接收物件
- 可以建立物件
- 可以返回物件
高階函式
- 可以接收函式
- 可以建立函式
- 可以返回函式
開發人員可以將匿名函式或 lambda 表示式傳遞給高階函式，以讓程式碼簡短且富於表達。讓我們看看這個高階函式的兩個示例。
一個接收函式的函式
在 Java 中，我們使用函式介面引用 lambda 表示式和方法引用。下面這個函式接收一個物件和一個函式：
public static int totalSelectedValues(List<Integer> values,
Predicate<Integer> selector) {
return values.stream()
.filter(selector)
.reduce(0, Integer::sum);
}
複製程式碼totalSelectedValues 的第一個引數是集合物件，而第二個引數是 Predicate 函式介面。 因為引數型別是函式介面 (Predicate)，所以我們現在可以將一個 lambda 表示式作為第二個引數傳遞給 totalSelectedValues。例如，如果我們想僅對一個 numbers 列表中的偶數值求和，可以呼叫 totalSelectedValues，如下所示：
totalSelectedValues(numbers, e -> e % 2 == 0);
複製程式碼假設我們現在在 Util 類中有一個名為 isEven 的 static 方法。在此情況下，我們可以使用 isEven 作為 totalSelectedValues 的引數，而不傳遞 lambda 表示式：
totalSelectedValues(numbers, Util::isEven);
複製程式碼作為規則，只要一個函式介面顯示為一個函式的引數的型別，您看到的就是一個高階函式
一個返回函式的函式
函式可以接收函式、lambda 表示式或方法引用作為引數。同樣的，函式也可以返回 lambda 表示式或方法引用。在此情況下，返回型別將是函式介面。
讓我們首先看一個建立並返回 Predicate 來驗證給定值是否為奇數的函式：
public static Predicate<Integer> createIsOdd() {
Predicate<Integer> check = (Integer number) -> number % 2 != 0;
return check;
}
複製程式碼為了返回一個函式，我們必須提供一個函式介面作為返回型別。在本例中，我們的函式介面是 Predicate。儘管上述程式碼在語法上是正確的，但它可以更加簡短。 我們使用型別引用並刪除臨時變數來改進該程式碼：
public static Predicate<Integer> createIsOdd() {
return number -> number % 2 != 0;
}
複製程式碼這是使用的 createIsOdd 方法的一個示例：
Predicate<Integer> isOdd = createIsOdd();
isOdd.test(4);
複製程式碼建立可重用的函式
現在已經大體瞭解高階函式和如何在程式碼中找到他們，我們可以考慮使用他們來讓程式碼更加簡短。
設想我們有兩個列表 numbers1 和 numbers2。假設我們想從第一個列表中僅提取大於 50 的數，然後從第二個列表中提取大於 50 的值並乘以 2。
List<Integer> result1 = numbers1.stream()
.filter(e -> e > 50)
.collect(toList());
List<Integer> result2 = numbers2.stream()
.filter(e -> e > 50)
.map(e -> e * 2)
.collect(toList());
複製程式碼此程式碼很好，但您注意到它很冗長了嗎？我們對檢查數字是否大於 50 的 lambda 表示式使用了兩次。 我們可以通過建立並重用一個 Predicate，從而刪除重複程式碼，讓程式碼更富於表達：
Predicate<Integer> isGreaterThan50 = number -> number > 50;
List<Integer> result1 = numbers1.stream()
.filter(isGreaterThan50)
.collect(toList());
List<Integer> result2 = numbers2.stream()
.filter(isGreaterThan50)
.map(e -> e * 2)
.collect(toList());
複製程式碼通過將 lambda 表示式儲存在一個引用中，我們可以重用它，這是我們避免重複 lambda 表示式的方式。如果我們想跨方法重用 lambda 表示式，也可以將該引用放入一個單獨的方法中，而不是放在一個區域性變數引用中。
現在假設我們想從列表 numbers1 中提取大於 25、50 和 75 的值。我們可以首先編寫 3 個不同的 lambda 表示式：
List<Integer> valuesOver25 = numbers1.stream()
.filter(e -> e > 25)
.collect(toList());
List<Integer> valuesOver50 = numbers1.stream()
.filter(e -> e > 50)
.collect(toList());
List<Integer> valuesOver75 = numbers1.stream()
.filter(e -> e > 75)
.collect(toList());
複製程式碼儘管上面每個 lambda 表示式將輸入與一個不同的值比較，但它們做的事情完全相同。如何以較少的重複來重寫此程式碼？
建立和重用 lambda 表示式
儘管上一個示例中的兩個 lambda 表示式相同，但上面 3 個表示式稍微不同。建立一個返回 Predicate 的 Function 可以解決此問題。
首先，函式介面 Function<T, U> 將一個 T 型別的輸入轉換為 U 型別的輸出。例如，下面的示例將一個給定值轉換為它的平方根：
Function<Integer, Double> sqrt = value -> Math.sqrt(value);
複製程式碼在這裡，返回型別 U 可以很簡單，比如 Double、String 或 Person。或者它也可以更復雜，比如 Consumer 或 Predicate 等另一個函式介面
在本例中，我們希望一個 Function 建立一個 Predicate。所以程式碼如下：
Function<Integer, Predicate<Integer>> isGreaterThan = (Integer pivot) -> {
Predicate<Integer> isGreaterThanPivot = (Integer candidate) -> {
return candidate > pivot;
};
return isGreaterThanPivot;
};
複製程式碼引用 isGreaterThan 引用了一個表示 Function<T, U> 或更準確地講表示 Function<Integer, Predicate<Integer>> 的 lambda 表示式。輸入是一個 Integer，輸出是一個 Predicate<Integer>。在 lambda 表示式的主體中（外部 {} 內），我們建立了另一個引用 isGreaterThanPivot，它包含對另一個 lambda 表示式的引用。這一次，該引用是一個 Predicate 而不是 Function。最後，我們返回該引用。
isGreaterThan 是一個 lambda 表示式的引用，該表示式在呼叫時返回另一個 lambda 表示式 — 換言之，這裡隱藏著一種 lambda 表示式級聯關係。
現在，我們可以使用新建立的外部 lamba 表示式來解決程式碼中的重複問題：
List<Integer> valuesOver25 = numbers1.stream()
.filter(isGreaterThan.apply(25))
.collect(toList());
List<Integer> valuesOver50 = numbers1.stream()
.filter(isGreaterThan.apply(50))
.collect(toList());
List<Integer> valuesOver75 = numbers1.stream()
.filter(isGreaterThan.apply(75))
.collect(toList());
複製程式碼在 isGreaterThan 上呼叫 apply 會返回一個 Predicate，後者然後作為引數傳遞給 filter 方法。
保持簡單的祕訣
我們已從程式碼中成功刪除了重複的 lambda 表示式，但 isGreaterThan 的定義看起來仍然很雜亂。幸運的是，我們可以組合一些 Java 8 約定來減少雜亂，讓程式碼更簡短。
可以使用型別引用來從外部和內部 lambda 表示式的引數中刪除型別細節：
Function<Integer, Predicate<Integer>> isGreaterThan = (pivot) -> {
Predicate<Integer> isGreaterThanPivot = (candidate) -> {
return candidate > pivot;
};
return isGreaterThanPivot;
};
複製程式碼接下來，我們刪除多餘的 ()，以及外部 lambda 表示式中不必要的臨時引用：
Function<Integer, Predicate<Integer>> isGreaterThan = pivot -> {
return candidate -> {
return candidate > pivot;
};
};
複製程式碼可以看到內部 lambda 表示式的主體只有一行，顯然 {} 和 return 是多餘的。讓我們刪除它們：
Function<Integer, Predicate<Integer>> isGreaterThan = pivot -> {
return candidate -> candidate > pivot;
};
複製程式碼現在可以看到，外部 lambda 表示式的主體也只有一行，所以 {} 和 return 在這裡也是多餘的。在這裡，我們應用最後一次重構：
Function<Integer, Predicate<Integer>> isGreaterThan =
pivot -> candidate -> candidate > pivot;
複製程式碼現在可以看到 — 這是我們的級聯 lambda 表示式。
理解級聯 lambda 表示式
我們通過一個適合每個階段的重構過程，得到了最終的程式碼 – 級聯 lambda 表示式。在本例中，外部 lambda 表示式接收 pivot 作為引數，內部 lambda 表示式接收 candidate 作為引數。內部 lambda 表示式的主體同時使用它收到的引數 (candidate) 和來自外部範圍的引數。也就是說，內部 lambda 表示式的主體同時依靠它的引數和它的詞法範圍或定義範圍。
大體上講，當您看到兩個向右箭頭時，可以將第一個箭頭右側的所有內容視為一個黑盒：一個由外部 lambda 表示式返回的 lambda 表示式。
總結
級聯 lambda 表示式不是很常見，但您應該知道如何在程式碼中識別和理解它們。當一個 lambda 表示式返回另一個 lambda 表示式，而不是接受一個操作或返回一個值時，您將看到兩個箭頭。
感謝 Venkat Subramaniam 博士
Venkat Subramaniam 博士站點：http://agiledeveloper.com/
知識改變生活，努力改變生活