譯 原文作者:Jakob Jenkov 原文連結：http://tutorials.jenkov.com/java/lambda-expressions.html
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Java Lambda表示式是Java8中的新特性。Java lambda表示式是Java進入函數語言程式設計的第一步。因此，Java lambda表示式是可以單獨建立的函式，而無需屬於任何類。Java lambda 表示式可以像物件一樣傳遞並按需執行。
Java lambda表示式通常用於實現簡單的事件監聽/回撥，或在Java Streams API 函數語言程式設計時使用。
Java Lambdas和函式式介面
函數語言程式設計通常用於實現事件偵聽器。Java中的事件監聽器通常被定義為具有一個抽象方法的Java介面。
這是一個模擬的單個抽象方法介面示例：
public interface StateChangeListener {
public void onStateChange(State oldState, State newState);
}
這個Java介面定義了一個抽象方法，只要狀態發生變化（無論觀察到什麼），都將呼叫該方法。
在Java 7中，你必須實現此介面才能監聽狀態的更改。假設你有一個名為StateOwner的類，可以註冊狀態監聽器。示例如下：
public class StateOwner {
public void addStateLister(StateChangeListener stateChangeListener) {
//do some thing
};
}
在Java 7中，你可以使用匿名介面實現新增監聽器，如下所示：
StateOwner stateOwner = new StateOwner();
stateOwner.addStateLister(new StateChangeListener() {
@Override
public void onStateChange(State oldState, State newState) {
System.out.println("State changed");
}
});
在Java 8中你可以使用Lambda表示式來新增監聽器，如下：
StateOwner stateOwner = new StateOwner();
stateOwner.addStateLister(
(oldState, newState) -> System.out.println("State change")
);
這一部分是Lambda表示式：
(oldState, newState) -> System.out.println("State changed")
lambda表示式與addStateListener()方法的引數的引數型別匹配。如果lambda表示式與引數型別（在本例中為StateChangeListener介面）匹配，則將lambda表示式轉換為實現與該引數相同的介面的函式。
Java lambda表示式只能在它們匹配的型別是單個方法介面的地方使用。
在上面的示例中，lambda表示式作為引數，其中引數型別為StateChangeListener介面。該介面只有一個抽象方法。因此，lambda表示式成功匹配該介面。
將Lambda匹配到介面
單個抽象方法介面有時也稱為函式式介面。將Java lambda表示式與函式式介面進行匹配需要以下步驟：
- 介面是否只有一個抽象方法？
- lambda表示式的引數是否與抽象方法的引數匹配？
- lambda表示式的返回型別是否與抽象方法的返回型別匹配？
如果這三個條件都滿足，則該介面可以匹配給定的lambda表示式。
具有預設方法和靜態方法的介面
從Java 8開始，Java介面可以包含預設方法和靜態方法。預設方法和靜態方法都可以在介面中直接實現。這意味著，Java lambda表示式可以使用多種方法實現介面——只要該介面僅有一個抽象方法即可。
可以使用lambda表示式實現以下介面：
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
public interface MyInterface {
void printIt(String text);
default public void printUtf8To(String text, OutputStream outputStream){
try {
outputStream.write(text.getBytes("UTF-8"));
} catch (IOException e) {
throw new RuntimeException("Error writing String as UTF-8 to OutputStream", e);
}
}
static void printItToSystemOut(String text){
System.out.println(text);
}
}
即使此介面包含3個方法，也可以通過lambda表示式實現，因為只有一個抽象方法。
實現如下：
MyInterface myInterface = (String text) -> {
System.out.print(text);
};
Lambda表示式 vs 匿名介面實現
即使lambda表示式接近匿名介面實現，但也有一些區別需要注意。
最主要的區別，匿名介面實現可以具有狀態（成員變數），而lambda表示式則不能。
看一下下面這個介面：
public interface MyEventConsumer {
public void consume(Object event);
}
可以使用匿名介面實現方式來實現此介面，如下所示：
MyEventConsumer consumer = new MyEventConsumer() {
public void consume(Object event){
System.out.println(event.toString() + " consumed");
}
};
此匿名MyEventConsumer實現可以具有自己的內部狀態。
重寫匿名介面實現：
MyEventConsumer myEventConsumer = new MyEventConsumer() {
private int eventCount = 0;
public void consume(Object event) {
System.out.println(event.toString() + " consumed " + this.eventCount++ + " times.");
}
};
請注意，匿名MyEventConsumer介面實現現在具有一個名為eventCount的屬性。
Lambda表示式不能具有此類屬性。因此，lambda表示式是無狀態的。
Lambda型別推斷
在Java 8之前，在進行匿名介面實現時，必須指定要實現的介面。這是本文開頭的匿名介面實現示例：
stateOwner.addStateListener(new StateChangeListener() {
public void onStateChange(State oldState, State newState) {
// do something with the old and new state.
}
});
使用lambda表示式時，通常可以從相關的程式碼中推斷出型別。例如，可以從addStateListener()方法（StateChangeListener介面上的抽象方法）的方法宣告中推斷引數的介面型別。
這稱為型別推斷。編譯器通過在其他地方尋找型別來推斷引數的型別——在這種情況下為方法定義。這是本文開頭的示例，lambda表示式中並未宣告引數的型別：
stateOwner.addStateListener(
(oldState, newState) -> System.out.println("State changed")
);
在lambda表示式中，通常可以推斷引數型別。在上面的示例中，編譯器可以從onStateChange()方法宣告中推斷其型別。因此，從onStateChange()方法的方法宣告中就可以推斷出引數 oldState 和 newState 的型別。
Lambda引數
由於Java lambda表示式實際上只是方法，因此lambda表示式可以像方法一樣接受引數。前面顯示的lambda表示式的（oldState，newState）部分指定lambda表示式使用的引數。這些引數必須與函式式介面的抽象方法引數匹配。在當前這個示例，引數必須與StateChangeListener介面的onStateChange()方法的引數匹配：
public void onStateChange(State oldState, State newState);
首先，lambda表示式中的引數數量必須與方法匹配。
其次，如果你在lambda表示式中指定了任何引數型別，則這些型別也必須匹配。我還沒有向你演示如何在lambda表示式引數上設定型別（本文稍後展示），但是在大多數情況下，你不會用到它。
無引數
如果lambda表示式匹配的方法無引數，則可以這樣寫lambda表示式：
() -> System.out.println("Zero parameter lambda");
請注意，括號中沒有內容。那就是表示lambda不帶任何引數。
一個引數
如果Java lambda表示式匹配的方法有一個引數，則可以這樣寫lambda表示式：
(param) -> System.out.println("One parameter: " + param);
請注意，引數在括號內列出。
當lambda表示式是單個引數時，也可以省略括號，如下所示：
param -> System.out.println("One parameter: " + param);
多個引數
如果Java lambda表示式匹配的方法有多個引數，則需要在括號內列出這些引數。程式碼如下：
(p1, p2) -> System.out.println("Multiple parameters: " + p1 + ", " + p2);
僅當方法是單個引數時，才可以省略括號。
指定引數型別
如果編譯器無法從lambda匹配的函式式介面抽象方法推斷引數型別，則有時可能需要為lambda表示式指定引數型別。不用擔心，編譯器會在這種情況下會有提醒。這是一個Java lambda指定引數型別示例：
(Car car) -> System.out.println("The car is: " + car.getName());
如你所見，car引數的型別（Car）寫在引數名稱的前面，就像在其他方法中宣告引數或對介面進行匿名實現時一樣。
Java 11中的var引數型別
在Java 11中，你可以使用var關鍵字作為引數型別。
var關鍵字在Java 10中作為區域性變數型別推斷引入。從Java 11開始，var也可以用於lambda引數型別。這是在lambda表示式中使用Java var關鍵字作為引數型別的示例：
Function<String, String> toLowerCase = (var input) -> input.toLowerCase();
Lambda表示式主體
lambda表示式的主體以及它表示的函式/方法的主體在lambda宣告中的->的右側指定：
這是一個示例：
(oldState, newState) -> System.out.println("State changed")
如果你的lambda表示式需要包含多行，則可以將lambda函式主體括在{}括號內，Java在其他地方宣告方法時也需要將其括起來。這是一個例子：
(oldState, newState) -> {
System.out.println("Old state: " + oldState);
System.out.println("New state: " + newState);
}
Lambda表示式返回值
你可以從Java lambda表示式返回值，就像從方法中返回值一樣。你只需向lambda表示式主體新增一個return，如下所示：
(param) -> {
System.out.println("param: " + param);
return "return value";
}
如果你的lambda表示式只需要計算一個返回值並將其返回，則可以用更短的方式指定返回值。例如這個：
(a1, a2) -> { return a1 > a2; }
你可以寫成：
(a1, a2) -> a1 > a2;
然後，編譯器會斷定表示式 a1> a2 是lambda表示式的返回值。
Lambdas作為物件
Java lambda表示式本質上是一個物件。你可以將變數指向lambda表示式並傳遞，就像處理其他任何物件一樣。這是一個例子：
public interface MyComparator {
public boolean compare(int a1, int a2);
}
MyComparator myComparator = (a1, a2) -> return a1 > a2;
boolean result = myComparator.compare(2, 5);
第一個程式碼塊顯示了lambda表示式實現的介面。
第二個程式碼塊顯示了lambda表示式的定義，lambda表示式如何分配給變數，以及最後如何通過呼叫其實現的介面方法來呼叫lambda表示式。
變數捕獲
在某些情況下，Java lambda表示式能夠訪問在lambda表示式主體外部宣告的變數。
Java lambdas可以捕獲以下型別的變數：
- 區域性變數
- 例項變數
- 靜態變數
這些變數捕獲的每一個將在以下各節中進行描述。
區域性變數捕獲
Java lambda可以捕獲在lambda主體外部宣告的區域性變數的值。為了說明這一點，首先看一下這個函式式介面：
public interface MyFactory {
public String create(char[] chars);
}
現在，看一下實現MyFactory介面的lambda表示式：
MyFactory myFactory = (chars) -> {
return new String(chars);
};
現在，此lambda表示式僅引用傳遞給它的引數值（chars）。但是我們可以改變一下。這是引用在lambda函式主體外部宣告的String變數的更新版本：
String myString = "Test";
MyFactory myFactory = (chars) -> {
return myString + ":" + new String(chars);
};
如你所見，lambda表示式主體現在引用了在lambda表示式主體外部宣告的區域性變數myString。當且僅當被引用的變數是“有效只讀(如果一個區域性變數在初始化後從未被修改過，那麼它就是有效只讀)”時才有可能，這意味著在賦值之後它不會改變其值。如果myString變數的值稍後更改，則編譯器將抱怨從lambda主體內部對其的引用。
例項變數捕獲
Lambda表示式還可以捕獲建立Lambda的物件中的例項變數。這是示例：
public class EventConsumerImpl {
private String name = "MyConsumer";
public void attach(MyEventProducer eventProducer){
eventProducer.listen(e -> {
System.out.println(this.name);
});
}
}
注意lambda表示式主體中對this.name的引用。這將捕獲封閉的EventConsumerImpl物件的 name 例項變數。甚至可以在捕獲例項變數後更改其值——該值將反映在lambda內部。
this語義實際上是Java lambda與介面的匿名實現不同的地方之一。匿名介面實現可以有自己的例項變數，這些例項變數可以通過this進行引用。但是，lambda不能擁有自己的例項變數，因此它始終指向封閉的物件。
注意：EventConsumer的設計不是很優雅。我只是這樣寫來說明例項變數捕獲。
靜態變數捕獲
Java lambda表示式還可以捕獲靜態變數。
因為只要可以訪問靜態變數（包作用域或public作用域），Java應用程式中的任何地方都可以訪問靜態變數。
這是一個建立lambda表示式的示例類，該lambda表示式從lambda表示式主體內部引用靜態變數：
public class EventConsumerImpl {
private static String someStaticVar = "Some text";
public void attach(MyEventProducer eventProducer){
eventProducer.listen(e -> {
System.out.println(someStaticVar);
});
}
}
lambda捕獲到靜態變數後，它的值也可以更改。
同樣，上述類設計不太合理。不要對此考慮太多。該類主要用於向你顯示lambda表示式可以訪問靜態變數。
Lambda方法引用
如果你的lambda表示式所做的只是用傳遞給lambda的引數呼叫另一個方法，則Java lambda實現提供了更簡潔的方式表示該方法呼叫。
首先，這是一個函式式介面：
public interface MyPrinter{
public void print(String s);
}
以下是建立實現MyPrinter介面的Java lambda表示式的示例：
MyPrinter myPrinter = (s) -> { System.out.println(s); };
由於lambda主體僅由一個語句組成，因此我們實際上可以省略括號{}。另外，由於lambda方法只有一個引數，因此我們可以省略該引數周圍的括號()。更改之後的lambda表示式：
MyPrinter myPrinter = s -> System.out.println(s);
由於所有lambda主體所做的工作都是將字串引數轉發給System.out.println()方法，因此我們可以將上述lambda宣告替換為方法引用。以下是lambda表示式引用方法的例項：
MyPrinter myPrinter = System.out::println;
注意雙冒號::。它會向Java編譯器發出訊號，這是方法引用。引用的方法是雙冒號之後的內容。擁有被引用方法的任何類或物件都在雙冒號之前。
你可以引用以下型別的方法：
- 靜態方法
- 引數物件的例項方法
- 例項方法
- 構造方法
以下各節介紹了每種型別的方法引用。
靜態方法引用
最容易引用的方法是靜態方法。
首先是函式式介面的示例：
public interface Finder {
public int find(String s1, String s2);
}
這是一個靜態方法：
public class MyClass{
public static int doFind(String s1, String s2){
return s1.lastIndexOf(s2);
}
}
最後是引用靜態方法的Java lambda表示式：
Finder finder = MyClass::doFind;
由於Finder.find()和MyClass.doFind()方法的引數匹配，因此可以建立實現Finder.find()並引用MyClass.doFind()方法的lambda表示式。
引數方法引用
也可以將其中一個引數的方法引用到lambda。
函式式介面如下：
public interface Finder {
public int find(String s1, String s2);
}
該介面用於表示能在s1中搜尋s2的出現的部分。下面是一個Java lambda表示式的示例，它呼叫indexOf() 搜尋：
Finder finder = String::indexOf;
這等價以下lambda定義：
Finder finder = (s1, s2) -> s1.indexOf(s2);
請注意簡潔方式版本是如何引用單個方法的。Java編譯器嘗試將引用的方法與第一個引數型別相匹配，使用第二個引數型別作為被引用方法的引數。
例項方法引用
第三，還可以從lambda表示式中引用例項方法。
首先，讓我們來看一個函式式介面定義：
public interface Deserializer {
public int deserialize(String v1);
}
此介面表示一個元件，該元件能夠將字串“反序列化”為int。
現在看看這個StringConverter類：
public class StringConverter {
public int convertToInt(String v1){
return Integer.valueOf(v1);
}
}
convertToInt()方法與Deserializer deserialize()方法的deserialize()方法具有相同的簽名。因此，我們可以建立StringConverter的例項，並從Java lambda表示式引用其convertToInt()方法，如下所示：
StringConverter stringConverter = new StringConverter();
Deserializer des = stringConverter::convertToInt;
第二行建立的lambda表示式引用在第一行建立的StringConverter例項的convertToInt方法。
構造方法引用
最後，可以引用一個類的構造方法。你可以通過在類名後加上:: new來完成此操作，如下所示：
MyClass::new
來看看如何在lambda表示式中引用構造方法。
函式式介面定義如下：
public interface Factory {
public String create(char[] val);
}
此介面的create()方法與String類中某個建構函式的簽名匹配。因此，此建構函式可以被lambda表示式用到。下面是一個示例：
Factory factory = String::new;
等同於如下lambda表示式：
Factory factory = chars -> new String(chars);
水平有限，難免錯漏，歡迎指出，或直接檢視原文！