1.1　lambda表达式

1.1　lambda表达式

问题

用户希望在代码中使用 lambda 表达式。

方案

使用某种 lambda 表达式语法，并将结果赋给函数式接口类型的引用。

讨论

函数式接口是一种包含单一抽象方法（single abstract method）的接口。类通过为接口中的所有方法提供实现来实现任何接口，这可以通过顶级类（top-level class）、内部类甚至匿名内部类完成。

以 Runnable 接口为例，它从 Java 1.0 开始就已存在。该接口包含的单一抽象方法是 run，它不传入任何参数并返回 void。Thread 类构造函数传入 Runnable 作为参数，例 1-1 显示了 Runnable 接口的匿名内部类实现。

例 1-1　Runnable 接口的匿名内部类实现

public class RunnableDemo {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Runnable() {  ➊
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(
                    "inside runnable using an anonymous inner class");
            }
        }).start();
    }
}

➊ 匿名内部类

匿名内部类语法以关键字 new 开头，后面跟着 Runnable 接口名以及英文小括号，表示定义一个实现该接口但没有显式名（explicit name）的类。大括号（{}）中的代码重写 run 方法，将字符串打印到控制台。

例 1-2 中的代码采用 lambda 表达式，对例 1-1 进行了改写。

例 1-2　在 Thread 构造函数中使用 lambda 表达式

new Thread(() -> System.out.println(
    "inside Thread constructor using lambda")).start();

上述代码使用箭头将参数与函数体隔开（由于没有参数，这里只使用一对空括号）。可以看到，函数体只包含一行代码，所以不需要大括号。这种语法被称为 lambda 表达式。注意，任何表达式求值都会自动返回。在本例中，由于 println 方法返回的是 void，所以该表达式同样会返回 void，与 run 方法的返回类型相匹配。

lambda 表达式必须匹配接口中单一抽象方法签名的参数类型和返回类型，这被称为与方法签名兼容。因此，lambda 表达式属于接口方法的实现，可以将其赋给该接口类型的引用。

例 1-3 显示了赋给某个变量的 lambda 表达式。

例 1-3　将 lambda 表达式赋给变量

Runnable r = () -> System.out.println(
    "lambda expression implementing the run method");
new Thread(r).start();

　Java 库中不存在名为 Lambda 的类，lambda 表达式只能被赋给函数式接口引用。

“将 lambda 表达式赋给函数式接口”与“lambda 表达式属于函数式接口中单一抽象方法的实现”表示相同的含义。我们可以将 lambda 表达式视为实现接口的匿名内部类的主体。这就是 lambda 表达式必须与抽象方法兼容的原因，其参数类型和返回类型必须匹配该方法的签名。注意，所实现方法的名称并不重要，它不会作为 lambda 表达式语法的一部分出现在代码中。

因为 run 方法不传入参数，并且返回 void，所以本例特别简单。函数式接口 java.io.FilenameFilter 从 Java 1.0 开始就是 Java 标准库的一部分，该接口的实例被用作 File.list 方法的参数，只有满足该方法的文件才会被返回。

根据 Javadoc 的描述，FilenameFilter 接口包含单一抽象方法 accept，它的签名如下：

boolean accept(File dir, String name)

其中，File 参数用于指定文件所在的目录，String 用于指定文件名。

例 1-4 采用匿名内部类来实现 FilenameFilter 接口，只返回 Java 源文件。

例 1-4　FilenameFilter 的匿名内部类实现

File directory = new File("./src/main/java");
 
String[] names = directory.list(new FilenameFilter() {  ➊
    @Override
    public boolean accept(File dir, String name) {
        return name.endsWith(".java");
    }
});
System.out.println(Arrays.asList(names));

➊ 匿名内部类

在例 1-4 中，如果文件名以 .java 结尾，accept 方法将返回 true，否则返回 false。

而例 1-5 采用 lambda 表达式实现 FilenameFilter 接口。

例 1-5　FilenameFilter 接口的 lambda 表达式实现

File directory = new File("./src/main/java");
 
String[] names = directory.list((dir, name) -> name.endsWith(".java"));  ➊
    System.out.println(Arrays.asList(names));
}

➊ lambda 表达式

可以看到，代码要简单得多。参数包含在小括号中，但并未声明类型。在编译时，编译器发现 list 方法传入一个 FilenameFilter 类型的参数，从而获知其单一抽象方法 accept 的签名，进而了解 accept 的参数为 File 和 String，因此兼容的 lambda 表达式参数必须匹配这些类型。由于 accept 方法的返回类型是布尔值，所以箭头右侧的表达式也必须返回布尔值。

如例 1-6 所示，我们也可以在代码中指定数据类型。

例 1-6　具有显式数据类型的 lambda 表达式

File directory = new File("./src/main/java");
 
String[] names = directory.list((File dir, String name) ->  ➊
    name.endsWith(".java"));

➊ 显式数据类型

此外，如果 lambda 表达式的实现多于一行，则需要使用大括号和显式返回语句，如例 1-7 所示。

例 1-7　lambda 代码块

File directory = new File("./src/main/java");
 
String[] names = directory.list((File dir, String name) -> {  ➊
    return name.endsWith(".java");
});
System.out.println(Arrays.asList(names));

➊ 代码块语法

这就是 lambda 代码块（block lambda）。在本例中，虽然代码主体只有一行，但可以使用大括号将多个语句括起来。注意，不能省略 return 关键字。

lambda 表达式在任何情况下都不能脱离上下文存在，上下文指定了将表达式赋给哪个函数式接口。lambda 表达式既可以是方法的参数，也可以是方法的返回类型，还可以被赋给引用。无论哪种情况，赋值类型必须为函数式接口。

1.1 lambda表达式