深入理解Lambda表達式與函數式介面

Java8被稱為Java史上變化最大的一個版本。其中包含許多重要的新特性，最核心的就是增加了Lambda表達式和Stream API。這兩者也可以結合在一起使用。 【推薦學習：java影片教學】

首先來看下什麼是Lambda表達式。

Lambda表達式，維基百科上的解釋是一種用來表示匿名函數和閉包的運算符，感覺看到這個解釋還是覺得很抽象，接下來我們看一個例子

public class SwingTest {
    public static void main(String[] args) {
        JFrame jFrame = new JFrame("My JFrame");
        JButton jButton = new JButton("My JButton");

        jButton.addActionListener(new ActionListener() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {                
                System.out.println("Button Pressed!");
            } 
        }); 
        
        jFrame.add(jButton); jFrame.pack(); 
        jFrame.setVisible(true); 
        jFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); 
    }
}

這是一段Swing程式設計中的程式碼，給Button綁定一個監聽事件，當點擊Button時會在控制台輸出"Button Pressed!"內容。這裡使用了創建了一個匿名內部類別的實例來綁定到監聽器，這也是以往比較常規的程式碼組織形式。但仔細看我們會發現，其實我們真正關注的就是一個ActionEvent類型的參數e和輸出到控制台的語句System.out.println("Button Pressed!");。
如果將上段程式中以匿名內部類別的方式建立介面實例的程式碼替換成Lambda表達式後，程式碼如下
public class SwingTest {

public static void main(String[] args) {
    JFrame jFrame = new JFrame("My JFrame");
    JButton jButton = new JButton("My JButton");

    jButton.addActionListener(e -> System.out.println("Button Pressed!"));

    jFrame.add(jButton);
    jFrame.pack();
    jFrame.setVisible(true);
    jFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
}

}
專注於最中間部分程式碼的變化，由原來的6行程式碼，現在1行就可以實現了。這就是Lambda表達式的一種簡單形式。
可以看出Lambda表達式的語法是
(param1,param2,param3) -> {

//todo

}
這裡參數的類型程式可以根據上下文進行推斷，但是並不是所有的類型都可以推斷出來，此時就需要我們顯示的宣告參數類型，當只有一個參數時小括號可以省略。當todo部分只有一行程式碼時，外邊的大括號可以省略。如我們上面的範例

那麼除了程式碼簡潔了，Lambda表達式還為我們帶來了什麼變化嗎？

我們回想一下，在Java中，我們是否無法將函數作為參數傳遞給一個方法，也無法宣告傳回值是一個函數的方法。在Java8之前，答案是肯定的。

那麼，在上面的例子中我們居然可以將一段程式碼邏輯作為參數傳遞給了監聽器，告訴監聽器事件觸發時你可以這麼做，而不再需要以匿名內部類別的方式作為參數。這也是Java8帶來的另一個新功能：函數式程式設計。

支援函數式程式設計的語言有很多，在JavaScript中，把函數當作參數傳遞，或是傳回值是一個函數的情況非常常見，JavaScript是一門非常常見的函數式語言。

Lambda為Java增加了缺少的函數式程式設計的特性，使我們能將函數當作一等公民看待。

在函數式程式語言中，Lambda表達式的型別是函數。 而在Java中，Lambda表達式是對象，它們必須依附於一類特別的對象類型－函數式介面(Functional Interface)。

接下來我們看下函數式介面的定義：

如果一個介面中，有且只有一個抽象的方法（Object類別中的方法不包括在內），那麼這個接口就可以被看做是函數式介面。

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object's
     * <code>run</code> method to be called in that separately executing
     * thread.
     * <p>
     * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}</p>

來看下Runnable介面的聲明，在Java8後，Runnable介面多了一個FunctionalInterface註解，表示該介面是一個函數式介面。但如果我們不加入FunctionalInterface註解的話，如果介面中有且只有一個抽象方法時，編譯器也會把該介面當作函數式介面看待。

@FunctionalInterface
public interface MyInterface {
    void test();
    String toString();
}

MyInterface這也是一個函數式接口，因為toString()是Object類別中的方法，只是在這裡進行了複寫，不會增加接口中抽象方法的數量。
(到這裡額外提一下，Java8中，介面裡面的方法不隻隻能有抽象方法，也可以有具體實作了的方法，被稱為預設方法(default method)，這部分後面會具體介紹)
既然在Java中，Lambda表達式是物件。那麼這個物件的類型是什麼呢？我們再回顧下SwingTest程序，這裡以匿名內部類別的方式創建了一個ActionListener介面實例

jButton.addActionListener(new ActionListener() {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {                
        System.out.println("Button Pressed!");
    } 
});

使用Lambda表達式改進後

jButton.addActionListener(e -> System.out.println("Button Pressed!"));

也就是我們使用Lambda表達式創建了一個ActionListener介面的實例，再看下ActionListener介面的定義

public interface ActionListener extends EventListener {
    /**
     * Invoked when an action occurs.
     */
    public void actionPerformed(ActionEvent e);
}

只有一個抽象方法，雖然沒加入FunctionalInterface註解，但也符合函數式介面的定義，編譯器會認為這是一個函數式介面。
所以，使用Lambda表達式可以建立函數式介面的實例。即Lambda表達式傳回的是函數式介面類型。

實際上，函數式介面實例的建立可以有三種方式（參考自FunctionalInterface註解說明）：

1、Lambda表達式

2、方法參考（後續章節介紹）

3、建構方法引用（後續章節介紹）

小結：本篇我們打開了學習Java8的大門，認識了什麼是lambda表達式，了解了函數式介面的定義是什麼，並藉住幾個例子展示了lambda表達式的便捷之處。

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以上是深入理解Lambda表達式與函數式介面的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！