5.2　lambda表达式与效果等同于final的变量

5.2　lambda表达式与效果等同于final的变量

5.2　lambda表达式与效果等同于`final`的变量

问题

用户希望从 lambda 表达式内部访问在其外部定义的变量。

方案

必须将在 lambda 表达式内部访问的局部变量声明为 final，或使其具备等同于 final 的效果（effectively final）。可以对特性（attribute）进行访问和修改。

讨论

20 世纪 90 年代末，在 Java 初登舞台时，开发人员偶尔会使用 GUI 库 Swing1 来编写客户端 Java 应用程序。与所有 GUI 库一样，Swing 组件也是事件驱动的。换言之，组件产生事件，监听器（listener）对事件做出响应。

1一种基于 Java 的跨平台 MVC 框架，采用单线程模型，属于 JFC 的一部分。——译者注

为每个组件创建单独的监听器被视为一种良好实践，因此监听器通常作为匿名内部类实现。使用内部类不仅有助于保持程序的模块化，内部类中的代码还可以访问并修改外部类的私有特性。例如，JButton 实例生成 ActionEvent，而 ActionListener 接口包含一个名为 actionPerformed 的单一抽象方法。一旦实现被注册为监听器，就会调用该方法。相关示例如例 5-4 所示。

例 5-4　简单的 Swing GUI

public class MyGUI extends JFrame {
    private JTextField name = new JTextField("Please enter your name");
    private JTextField response = new JTextField("Greeting");
    private JButton button = new JButton("Say Hi");
 
    public MyGUI() {
        // 无关的GUI设置代码
        String greeting = "Hello, %s!";                       ➊
        button.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {
                response.setText(
                    String.format(greeting, name.getText());  ➋
                // greeting = "Anything else";                ➌
            }
        });
    }
}

❶ 局部变量

❷ 访问局部变量和特性

❸ 修改局部变量（无法编译）

在本例中，greeting 字符串是在构造函数内部定义的局部变量；name 和 response 变量是类的特性；ActionListener 接口以匿名内部类的形式实现，其中一个方法为 actionPerformed。请注意，内部类中的代码：

可以访问特性（如 name 和 response）
可以修改特性（本例没有展示）
可以访问局部变量（greeting）
无法修改局部变量

在 Java 8 之前，编译器要求 greeting 变量被声明为 final。而在 Java 8 中，变量不必采用 final 修饰，但必须具备等同于 final 的效果。换言之，任何试图修改局部变量值的代码都不会被编译。

当然，在 Java 8 中，应采用 lambda 表达式替换匿名内部类，如例 5-5 所示。

例 5-5　监听器的 lambda 表达式

String greeting = "Hello, %s!";
button.addActionListener(e ->
    response.setText(String.format(greeting,name.getText())));

同样地，greeting 变量不必被声明为 final，但必须具备等同于 final 的效果，否则代码无法编译。

如果读者对 Swing 示例不感兴趣，我们再来讨论另外一个示例。如例 5-6 所示，我们希望对给定 List 中的所有值求和。

例 5-6　对 List 中的所有值求和

List<Integer> nums = Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5, 9);
 
int total = 0;                           ➊
for (int n : nums) {                     ➋
    total += n;
}
 
total = 0;
nums.forEach(n -> total += n);           ➌
 
total = nums.stream()                    ➍
            .mapToInt(Integer::valueOf)
            .sum()

❶ 局部变量 total

❷ 传统的 for-each 循环

❸ 修改 lambda 表达式中的局部变量（无法编译）

❹ 将流转换为 IntStream 并调用 sum 方法

上述代码声明了一个名为 total 的局部变量，并采用传统的 for-each 循环对所有值求和。

Iterable 接口定义的 forEach 方法传入 Consumer 作为参数。如果 Consumer 试图修改 total 变量，则代码不会编译。

当然，解决这个问题的正确方式是将流转换为 IntStream。由于它定义了 sum 方法，不会涉及任何局部变量。

严格来说，函数以及在其环境中定义的可访问变量称为闭包（closure）。从这一定义来看，Java 对局部变量的处理并不是很明确：虽然可以访问局部变量，但无法修改。在 Java 8 中，lambda 表达式是通过值（而非变量）来关闭的，读者或许认为 lambda 表达式实际上属于闭包 2。

2那么，为什么不将 Java 8 引入的 lambda 表达式称为闭包呢？根据 Bruce Eckel 的说法，原因在于“闭包”这个术语的应用过于频繁，因而引发了争议。“当人们讨论真正的闭包时，往往意味着他们在讨论第一种语言遇到的闭包”。感兴趣的读者可以参考 Bruce 的博文“Are Java 8 Lambdas Closures?”。

另见

其他语言对闭包变量（closure variable）的处理有所不同。例如，Groovy 允许对闭包变量进行修改，但通常不认为这是一种良好实践。

5.2 lambda表达式与效果等同于final的变量

5.2 lambda表达式与效果等同于final的变量

问题

方案

讨论

另见

5.2　lambda表达式与效果等同于`final`的变量