【每日一题】Java 基础篇 – 了解 Lambda 表达式：编程中的独一档

大家好，我是香香。说来也巧，我刚想分享 Lambda 表达式，Java 8 就被 Spring 官网 “弃用” 了。。。但是这依旧不能影响 Lambda 表达式的地位。接下来我将从概念、基础语法、注意点、应用场景、好处等方面详细介绍 Lambda 表达式。

1. Lambda 表达式的概念与基本语法

Lambda 表达式是 Java 8 中引入的一项重要特性，它可以使代码更简洁、易读，它可以用更简洁的方式表示匿名函数，同时支持 函数式编程 和 并行计算 等场景。

在传统的 Java 编程中，我们常常需要为接口创建实现类或使用匿名内部类来实现某些功能，而 Lambda 表达式则可以通过简洁明了的语法来替代这些繁琐的步骤。

Lambda 表达式的基本语法如下所示：

(parameters) -> expression
或
(parameters) -> { statements; }

parameters 指定了 Lambda 表达式的参数列表，可以包含零个、一个或多个参数。

expression/statements 则指定了 Lambda 表达式的具体实现，可以是一个表达式或一段代码块。

表达式和代码块可以根据需要选择，如果 Lambda 表达式只包含一个表达式，则可以直接写表达式。

如果需要执行更复杂的操作，则需要使用代码块，并在代码块中编写多条语句。

Lambda 表达式的参数列表可以显式指定参数类型，也可以根据上下文进行推断。例如：

(String s) -> s.length()
或
(s) -> s.length()
或
s -> s.length()

以上三种写法是等价的：

第一种写法显式指定了参数类型；
第二种写法省略了参数类型；
第三种写法既省略了参数类型，也省略了括号。对于含糊不清的情况，如参数类型无法推断时，仍需要显式指定参数类型。

2. Lambda 表达式的优势与应用场景

简洁优雅： 相比传统的匿名内部类，Lambda 表达式更加简洁明了，能够以更少的代码来完成相同的功能。这使得代码更容易编写和理解，减少了不必要的冗余。
函数式编程： Lambda 表达式的引入，使Java具备了函数式编程的特性。函数式编程注重代码的表达能力和函数之间的组合，可以使代码更加模块化、可复用和易于测试。
提高效率： 通过使用 Lambda 表达式，可以减少编写和维护大量的样板代码，节省了开发人员的时间和精力。同时，Lambda 表达式还可以与集合框架中的 Stream API 相结合，进一步提高代码的运行效率。

2.1 Lambda表达式在以下场景中尤为适用：

操作：Lambda 表达式能够简化集合操作，如对列表进行筛选、映射、排序等。通过使用 Lambda 表达式，我们可以以更简洁的方式完成这些操作，提高了代码的可读性和维护性。
多线程编程：在多线程编程中，Lambda 表达式可以作为参数传递给线程或线程池，简化了线程的创建和管理。通过 Lambda 表达式，我们可以更方便地实现并行计算，提高程序的性能。
GUI事件处理：对于 GUI 编程，Lambda 表达式可以极大地简化事件处理的代码。通过将事件处理逻辑写成 Lambda 表达式，我们可以减少编写大量的匿名内部类，使代码更加清晰和易读。

2.2 注意点

1. 类型推断

虽然 Lambda 表达式的参数类型可以根据上下文进行推断，但对于含糊不清的情况，仍需要显式指定参数类型。例如：

(x, y) -> x + y

在这个 Lambda 表达式中，编译器无法推断 x 和 y 的类型，因此需要显式指定参数类型：

(int x, int y) -> x + y

2. 变量访问

Lambda 表达式可以访问外部的局部变量，但这些变量必须是最终(final)或事实上的最终。最终变量是指一旦初始化就不可再改变的变量，而事实上的最终变量是指虽然变量没有被声明为 final，但在使用之前只被赋值了一次，因此与 final 变量的行为类似。例如：

int x = 0;
Runnable r = () -> System.out.println(x);

在这个 Lambda 表达式中，变量x必须是最终或事实上的最终变量，否则编译器会报错。

3. 方法引用

Lambda 表达式还可以与方法引用结合使用，进一步简化代码。方法引用可以直接引用现有方法，而不需要重新编写 Lambda 表达式。例如：

list.stream().map(String::length)

这个代码片段中，使用了方法引用 String::length 来获取字符串的长度，简化了 Lambda 表达式的编写。

3. Lambda 表达式的实例演示

为了更好地理解和应用 Lambda 表达式，让我们通过实例来演示其妙用。

1. 集合操作

假设我们有一个字符串列表，需要筛选出长度大于 5 的字符串并打印出来。传统的方式可能需要使用循环和条件判断，而通过 Lambda 表达式，我们可以以更简洁的方式实现：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "watermelon");
list.stream()
    .filter(str -> str.length() > 5)
    .forEach(System.out::println);

除此之外，Lambda 表达式也可以与 Java 8 中引入的 Stream 流相结合，实现对集合的筛选、映射、排序等功能。

这也将使得代码更加简洁和可读。例如：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "pear");
list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(System.out::println);

这个代码片段中，使用 Lambda 表达式和 Stream API 筛选以 “a” 开头的字符串，并输出结果。

2. 多线程编程

在多线程编程中，我们经常需要创建新的线程或使用线程池来执行任务。下面是使用 Lambda 表达式创建线程的示例：

new Thread(() -> {
    // 线程执行的代码逻辑
}).start();

/** 
使用了 Java 中的 Thread 类来创建和启动线程。
通过调用 Thread 的 Start() 方法，线程将在后台异步执行其中的代码逻辑。
-- CoderXiang
**/

其次 Lambda 表达式可以也作为参数传递给线程或线程池，简化了线程的创建和管理。它提供了一种便捷的方式来实现并行计算。例如：

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
executor.submit(() -> {
    // 执行任务
});

/** 
使用了Java中的ExecutorService接口和Executors类来创建一个线程池，
并通过submit()方法向线程池提交一个任务。
线程池会负责管理线程的生命周期，并根据需要自动创建、重用和销毁线程。
-- CoderXiang
**/

这个代码片段中，使用 Lambda 表达式作为 Runnable 接口的实现，提交任务到线程池中执行。

3. 函数式接口

Lambda 表达式在 Java 中引入了函数式编程的概念。函数式接口是只包含一个抽象方法的接口，Lambda 表达式可以作为该接口的实现。这为函数式编程提供了便利。例如：

@FunctionalInterface
interface MyFunction {
    int apply(int x, int y);
}

MyFunction f = (x, y) -> x + y;
int result = f.apply(1, 2);

在这个例子中，定义了一个函数式接口 MyFunction，Lambda 表达式实现了该接口的抽象方法，然后调用 Lambda 表达式进行计算。

4. GUI 事件处理

在 JavaFX 中，我们可以利用 Lambda 表达式来简化事件处理的代码。例如，以下代码片段展示了如何使用 Lambda 表达式处理按钮的点击事件：

Button button = new Button("Click Me");
button.setOnAction(event -> {
    // 按钮点击事件的代码逻辑
});

通过以上实例，我们可以看到 Lambda 表达式在各种场景下的简洁和易读性，为我们的编程带来了很大的便利。

总结：Lambda 表达式作为 Java 编程语言的一项重要特性，不仅提高了代码的简洁性和可读性，还为我们带来了函数式编程的优势。通过灵活运用 Lambda 表达式，我们可以更高效地开发出高质量的应用程序。希望本篇推文能够帮助大家更好地理解和应用 Lambda 表达式，提升编程技能。谢谢大家的阅读！

注：仅作者个人知识分享，如有错误可指正！