Java 8 剛于幾周前發(fā)布，日期是2014年3月18日，這次開創(chuàng)性的發(fā)布在Java社區(qū)引發(fā)了不少討論，并讓大家感到激動。特性之一便是隨同發(fā)布的lambda表 達(dá)式，它將允許我們將行為傳到函數(shù)里。在Java 8之前，如果想將行為傳入函數(shù)，僅有的選擇就是匿名類，需要6行代碼。而定義行為最重要的那行代碼，卻混在中間不夠突出。Lambda表達(dá)式取代了匿名 類，取消了模板，允許用函數(shù)式風(fēng)格編寫代碼。這樣有時可讀性更好，表達(dá)更清晰。在Java生態(tài)系統(tǒng)中，函數(shù)式表達(dá)與對面向?qū)ο蟮娜嬷С质莻€激動人心的進 步。

將進一步促進并行第三方庫的發(fā)展，充分利用多核CPU。盡管業(yè)界需要時間來消化Java 8，但我認(rèn)為任何嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腏ava開發(fā)者都不應(yīng)忽視此次Java發(fā)布的核心特性，即lambda表達(dá)式、函數(shù)式接口、流API、默認(rèn)方法和新的Date以及 Time API。作為開發(fā)人員，我發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和掌握lambda表達(dá)式的最佳方法就是勇于嘗試，盡可能多練習(xí)lambda表達(dá)式例子。鑒于受Java 8發(fā)布的影響最大的是Java集合框架（Java Collections framework），所以最好練習(xí)流API和lambda表達(dá)式，用于對列表（Lists）和集合（Collections）數(shù)據(jù)進行提取、過濾和排 序。我一直在進行關(guān)于Java 8的寫作，過去也曾分享過一些資源來幫助大家掌握J(rèn)ava 8。本文分享在代碼中最有用的10個lambda表達(dá)式的使用方法，這些例子都短小精悍，將幫助你快速學(xué)會lambda表達(dá)式。

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Java 8 lambda表達(dá)式示例

我個人對Java 8發(fā)布非常激動，尤其是lambda表達(dá)式和流API。越來越多的了解它們，我能寫出更干凈的代碼。雖然一開始并不是這樣。第一次看到用lambda表達(dá) 式寫出來的Java代碼時，我對這種神秘的語法感到非常失望，認(rèn)為它們把Java搞得不可讀，但我錯了?；艘惶鞎r間做了一些lambda表達(dá)式和流 API示例的練習(xí)后，我開心的看到了更清晰的Java代碼。這有點像學(xué)習(xí)泛型，第一次見的時候我很討厭它。我甚至繼續(xù)使用老版Java 1.4來處理集合，直到有一天，朋友跟我介紹了使用泛型的好處（才意識到它的好處）。所以基本立場就是，不要畏懼lambda表達(dá)式以及方法引用的神秘語 法，做幾次練習(xí)，從集合類中提取、過濾數(shù)據(jù)之后，你就會喜歡上它。下面讓我們開啟學(xué)習(xí)Java 8 lambda表達(dá)式的學(xué)習(xí)之旅吧，首先從簡單例子開始。

例1、用lambda表達(dá)式實現(xiàn)Runnable

我開始使用Java 8時，首先做的就是使用lambda表達(dá)式替換匿名類，而實現(xiàn)Runnable接口是匿名類的最好示例。看一下Java 8之前的runnable實現(xiàn)方法，需要4行代碼，而使用lambda表達(dá)式只需要一行代碼。我們在這里做了什么呢？那就是用() -> {}代碼塊替代了整個匿名類。

// 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();

輸出：

too much code, for too little to do
Lambda expression rocks !!

這個例子向我們展示了Java 8 lambda表達(dá)式的語法。你可以使用lambda寫出如下代碼：

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

例如，如果你的方法不對參數(shù)進行修改、重寫，只是在控制臺打印點東西的話，那么可以這樣寫：

() -> System.out.println("Hello Lambda Expressions");

如果你的方法接收兩個參數(shù)，那么可以寫成如下這樣：

(int even, int odd) -> even + odd

順便提一句，通常都會把lambda表達(dá)式內(nèi)部變量的名字起得短一些。這樣能使代碼更簡短，放在同一行。所以，在上述代碼中，變量名選用a、b或者x、y會比even、odd要好。

例2、使用Java 8 lambda表達(dá)式進行事件處理

如果你用過Swing API編程，你就會記得怎樣寫事件監(jiān)聽代碼。這又是一個舊版本簡單匿名類的經(jīng)典用例，但現(xiàn)在可以不這樣了。你可以用lambda表達(dá)式寫出更好的事件監(jiān)聽代碼，如下所示：

// Java 8之前：
JButton show =  new JButton("Show");
show.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.println("Event handling without lambda expression is boring");
}
});

// Java 8方式：
show.addActionListener((e) -> {
System.out.println("Light, Camera, Action !! Lambda expressions Rocks");
});

Java開發(fā)者經(jīng)常使用匿名類的另一個地方是為 Collections.sort() 定制 Comparator。在Java 8中，你可以用更可讀的lambda表達(dá)式換掉丑陋的匿名類。我把這個留做練習(xí)，應(yīng)該不難，可以按照我在使用lambda表達(dá)式實 現(xiàn) Runnable 和 ActionListener 的過程中的套路來做。

例3、使用lambda表達(dá)式對列表進行迭代

如果你使過幾年Java，你就知道針對集合類，最常見的操作就是進行迭代，并將業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用于各個元素，例如處理訂單、交易和事件的列表。由于 Java是命令式語言，Java 8之前的所有循環(huán)代碼都是順序的，即可以對其元素進行并行化處理。如果你想做并行過濾，就需要自己寫代碼，這并不是那么容易。通過引入lambda表達(dá)式 和默認(rèn)方法，將做什么和怎么做的問題分開了，這意味著Java集合現(xiàn)在知道怎樣做迭代，并可以在API層面對集合元素進行并行處理。下面的例子里，我將介 紹如何在使用lambda或不使用lambda表達(dá)式的情況下迭代列表。你可以看到列表現(xiàn)在有了一個 forEach()  方法，它可以迭代所有對象，并將你的lambda代碼應(yīng)用在其中。

// 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::雙冒號操作符標(biāo)示，
// 看起來像C++的作用域解析運算符
features.forEach(System.out::println);

輸出：

Lambdas
Default Method
Stream API
Date and Time API

列表循環(huán)的最后一個例子展示了如何在Java 8中使用方法引用（method reference）。你可以看到C++里面的雙冒號、范圍解析操作符現(xiàn)在在Java 8中用來表示方法引用。

例4、使用lambda表達(dá)式和函數(shù)式接口Predicate

除了在語言層面支持函數(shù)式編程風(fēng)格，Java 8也添加了一個包，叫做 java.util.function。它包含了很多類，用來支持Java的函數(shù)式編程。其中一個便是Predicate，使用 java.util.function.Predicate 函數(shù)式接口以及l(fā)ambda表達(dá)式，可以向API方法添加邏輯，用更少的代碼支持更多的動態(tài)行為。下面是Java 8 Predicate 的例子，展示了過濾集合數(shù)據(jù)的多種常用方法。Predicate接口非常適用于做過濾。

public static void main(args[]){
List languages = Arrays.asList("Java", "Scala", "C++", "Haskell", "Lisp");

System.out.println("Languages which starts with J :");
filter(languages, (str)->str.startsWith("J"));

System.out.println("Languages which ends with a ");
filter(languages, (str)->str.endsWith("a"));

System.out.println("Print all languages :");
filter(languages, (str)->true);

System.out.println("Print no language : ");
filter(languages, (str)->false);

System.out.println("Print language whose length greater than 4:");
filter(languages, (str)->str.length() > 4);
}

public static void filter(List names, Predicate condition) {
for(String name: names)  {
  if(condition.test(name)) {
   System.out.println(name + " ");
  }
}
}

輸出：

Languages which starts with J :
Java
Languages which ends with a
Java
Scala
Print all languages :
Java
Scala
C++
Haskell
Lisp
Print no language :
Print language whose length greater than 4:
Scala
Haskell

// 更好的辦法
public static void filter(List names, Predicate condition) {
names.stream().filter((name) -> (condition.test(name))).forEach((name) -> {
  System.out.println(name + " ");
});
}

可以看到，Stream API的過濾方法也接受一個Predicate，這意味著可以將我們定制的 filter() 方法替換成寫在里面的內(nèi)聯(lián)代碼，這就是lambda表達(dá)式的魔力。另外，Predicate接口也允許進行多重條件的測試，下個例子將要講到。

例5、如何在lambda表達(dá)式中加入Predicate

上個例子說到，java.util.function.Predicate 允許將兩個或更多的 Predicate 合成一個。它提供類似于邏輯操作符AND和OR的方法，名字叫做and()、or()和xor()，用于將傳入 filter() 方法的條件合并起來。例如，要得到所有以J開始，長度為四個字母的語言，可以定義兩個獨立的 Predicate 示例分別表示每一個條件，然后用 Predicate.and() 方法將它們合并起來，如下所示：

// 甚至可以用and()、or()和xor()邏輯函數(shù)來合并Predicate，
// 例如要找到所有以J開始，長度為四個字母的名字，你可以合并兩個Predicate并傳入
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));

類似地，也可以使用 or() 和 xor() 方法。本例著重介紹了如下要點：可按需要將 Predicate 作為單獨條件然后將其合并起來使用。簡而言之，你可以以傳統(tǒng)Java命令方式使用 Predicate 接口，也可以充分利用lambda表達(dá)式達(dá)到事半功倍的效果。

例6、Java 8中使用lambda表達(dá)式的Map和Reduce示例

本例介紹最廣為人知的函數(shù)式編程概念map。它允許你將對象進行轉(zhuǎn)換。例如在本例中，我們將 costBeforeTax 列表的每個元素轉(zhuǎn)換成為稅后的值。我們將 x -> x*x lambda表達(dá)式傳到 map() 方法，后者將其應(yīng)用到流中的每一個元素。然后用 forEach() 將列表元素打印出來。使用流API的收集器類，可以得到所有含稅的開銷。有 toList() 這樣的方法將 map 或任何其他操作的結(jié)果合并起來。由于收集器在流上做終端操作，因此之后便不能重用流了。你甚至可以用流API的 reduce() 方法將所有數(shù)字合成一個，下一個例子將會講到。

// 不使用lambda表達(dá)式為每個訂單加上12%的稅
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表達(dá)式
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).forEach(System.out::println);

輸出：

112.0
224.0
336.0
448.0
560.0
112.0
224.0
336.0
448.0
560.0

例6.2、Java 8中使用lambda表達(dá)式的Map和Reduce示例

在上個例子中，可以看到map將集合類（例如列表）元素進行轉(zhuǎn)換的。還有一個 reduce() 函數(shù)可以將所有值合并成一個。Map和Reduce操作是函數(shù)式編程的核心操作，因為其功能，reduce 又被稱為折疊操作。另外，reduce 并不是一個新的操作，你有可能已經(jīng)在使用它。SQL中類似 sum()、avg() 或者 count() 的聚集函數(shù)，實際上就是 reduce 操作，因為它們接收多個值并返回一個值。流API定義的 reduceh() 函數(shù)可以接受lambda表達(dá)式，并對所有值進行合并。IntStream這樣的類有類似 average()、count()、sum() 的內(nèi)建方法來做 reduce 操作，也有mapToLong()、mapToDouble() 方法來做轉(zhuǎn)換。這并不會限制你，你可以用內(nèi)建方法，也可以自己定義。在這個Java 8的Map Reduce示例里，我們首先對所有價格應(yīng)用 12% 的VAT，然后用 reduce() 方法計算總和。

// 為每個訂單加上12%的稅
// 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);

輸出：

Total : 1680.0
Total : 1680.0

例7、通過過濾創(chuàng)建一個String列表

過濾是Java開發(fā)者在大規(guī)模集合上的一個常用操作，而現(xiàn)在使用lambda表達(dá)式和流API過濾大規(guī)模數(shù)據(jù)集合是驚人的簡單。流提供了一個 filter() 方法，接受一個 Predicate 對象，即可以傳入一個lambda表達(dá)式作為過濾邏輯。下面的例子是用lambda表達(dá)式過濾Java集合，將幫助理解。

// 創(chuàng)建一個字符串列表，每個字符串長度大于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);

輸出：

Original List : [abc, , bcd, , defg, jk], filtered list : [abc, bcd, defg]

另外，關(guān)于 filter() 方法有個常見誤解。在現(xiàn)實生活中，做過濾的時候，通常會丟棄部分，但使用filter()方法則是獲得一個新的列表，且其每個元素符合過濾原則。

例8、對列表的每個元素應(yīng)用函數(shù)

我們通常需要對列表的每個元素使用某個函數(shù)，例如逐一乘以某個數(shù)、除以某個數(shù)或者做其它操作。這些操作都很適合用 map() 方法，可以將轉(zhuǎn)換邏輯以lambda表達(dá)式的形式放在 map() 方法里，就可以對集合的各個元素進行轉(zhuǎn)換了，如下所示。

// 將字符串換成大寫并用逗號鏈接起來
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);

輸出：

USA, JAPAN, FRANCE, GERMANY, ITALY, U.K., CANADA

例9、復(fù)制不同的值，創(chuàng)建一個子列表

本例展示了如何利用流的 distinct() 方法來對集合進行去重。

// 用所有不同的數(shù)字創(chuàng)建一個正方形列表
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);

輸出：

Original List : [9, 10, 3, 4, 7, 3, 4],  Square Without duplicates : [81, 100, 9, 16, 49]

例10、計算集合元素的最大值、最小值、總和以及平均值

IntStream、LongStream 和 DoubleStream 等流的類中，有個非常有用的方法叫做 summaryStatistics() 。可以返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics 或者 DoubleSummaryStatistic s，描述流中元素的各種摘要數(shù)據(jù)。在本例中，我們用這個方法來計算列表的最大值和最小值。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法來獲得列表的所有元素的總和及平均值。

//獲取數(shù)字的個數(shù)、最小值、最大值、總和以及平均值
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());

輸出：

Highest prime number in List : 29
Lowest prime number in List : 2
Sum of all prime numbers : 129
Average of all prime numbers : 12.9

Lambda表達(dá)式 vs 匿名類

既然lambda表達(dá)式即將正式取代Java代碼中的匿名內(nèi)部類，那么有必要對二者做一個比較分析。一個關(guān)鍵的不同點就是關(guān)鍵字 this。匿名類的 this 關(guān)鍵字指向匿名類，而lambda表達(dá)式的 this 關(guān)鍵字指向包圍lambda表達(dá)式的類。另一個不同點是二者的編譯方式。Java編譯器將lambda表達(dá)式編譯成類的私有方法。使用了Java 7的 invokedynamic 字節(jié)碼指令來動態(tài)綁定這個方法。

Java 8 Lambda表達(dá)式要點

10個Java lambda表達(dá)式、流API示例

到目前為止我們看到了Java 8的10個lambda表達(dá)式，這對于新手來說是個合適的任務(wù)量，你可能需要親自運行示例程序以便掌握。試著修改要求創(chuàng)建自己的例子，達(dá)到快速學(xué)習(xí)的目 的。我還想建議大家使用Netbeans IDE來練習(xí)lambda表達(dá)式，它對Java 8支持良好。當(dāng)把代碼轉(zhuǎn)換成函數(shù)式的時候，Netbeans會及時給你提示。只需跟著Netbeans的提示，就能很容易地把匿名類轉(zhuǎn)換成lambda表 達(dá)式。此外，如果你喜歡閱讀，那么記得看一下Java 8的lambdas，實用函數(shù)式編程這本書（Java 8 Lambdas, pragmatic functional programming），作者是Richard Warburton，或者也可以看看Manning的Java 8實戰(zhàn)（Java 8 in Action），這本書雖然還沒出版，但我猜線上有第一章的免費pdf。不過，在你開始忙其它事情之前，先回顧一下Java 8的lambda表達(dá)式、默認(rèn)方法和函數(shù)式接口的重點知識。

1）lambda表達(dá)式僅能放入如下代碼：預(yù)定義使用了 @Functional 注釋的函數(shù)式接口，自帶一個抽象函數(shù)的方法，或者SAM（Single Abstract Method 單個抽象方法）類型。這些稱為lambda表達(dá)式的目標(biāo)類型，可以用作返回類型，或lambda目標(biāo)代碼的參數(shù)。例如，若一個方法接收Runnable、 Comparable或者 Callable 接口，都有單個抽象方法，可以傳入lambda表達(dá)式。類似的，如果一個方法接受聲明于 java.util.function 包內(nèi)的接口，例如 Predicate、Function、Consumer 或 Supplier，那么可以向其傳lambda表達(dá)式。

2）lambda表達(dá)式內(nèi)可以使用方法引用，僅當(dāng)該方法不修改lambda表達(dá)式提供的參數(shù)。本例中的lambda表達(dá)式可以換為方法引用，因為這僅是一個參數(shù)相同的簡單方法調(diào)用。

list.forEach(n -> System.out.println(n));
list.forEach(System.out::println);  // 使用方法引用

然而，若對參數(shù)有任何修改，則不能使用方法引用，而需鍵入完整地lambda表達(dá)式，如下所示：

list.forEach((String s) -> System.out.println("*" + s + "*"));

事實上，可以省略這里的lambda參數(shù)的類型聲明，編譯器可以從列表的類屬性推測出來。

3）lambda內(nèi)部可以使用靜態(tài)、非靜態(tài)和局部變量，這稱為lambda內(nèi)的變量捕獲。

4）Lambda表達(dá)式在Java中又稱為閉包或匿名函數(shù)，所以如果有同事把它叫閉包的時候，不用驚訝。

5）Lambda方法在編譯器內(nèi)部被翻譯成私有方法，并派發(fā) invokedynamic 字節(jié)碼指令來進行調(diào)用。可以使用JDK中的 javap 工具來反編譯class文件。使用 javap -p 或 javap -c -v 命令來看一看lambda表達(dá)式生成的字節(jié)碼。大致應(yīng)該長這樣：

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

6）lambda表達(dá)式有個限制，那就是只能引用 final 或 final 局部變量，這就是說不能在lambda內(nèi)部修改定義在域外的變量。

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

Compile time error : "local variables referenced from a lambda expression must be final or effectively final"

另外，只是訪問它而不作修改是可以的，如下所示：

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

輸出：

4
6
10
14

因此，它看起來更像不可變閉包，類似于Python。

以上就是Java 8的lambda表達(dá)式的全部10個例子。此次修改將成為Java史上最大的一次，將深遠(yuǎn)影響未來Java開發(fā)者使用集合框架的方式。我想規(guī)模最相似的一 次修改就是Java 5的發(fā)布了，它帶來了很多優(yōu)點，提升了代碼質(zhì)量，例如：泛型、枚舉、自動裝箱（Autoboxing）、靜態(tài)導(dǎo)入、并發(fā)API和變量參數(shù)。上述特性使得 Java代碼更加清晰，我想lambda表達(dá)式也將進一步改進它。我在期待著開發(fā)并行第三方庫，這可以使高性能應(yīng)用變得更容易寫。