Lambda表达式

前置知识

在阅读本章前，你需要了解：Java的接口定义和使用，以及基本的面向对象编程概念。

为什么需要Lambda表达式？

你有没有发现，每次写集合遍历、事件监听，或者定义小型回调时，都需要写一大堆匿名内部类？它们臃肿、难看，而且掩盖了代码的主要意图。想象一下，你需要把“给员工发工资”的逻辑传递给一个工资处理系统，但写成匿名类会让整个业务逻辑变得啰嗦且难以维护。这就是Lambda表达式“跳出来”帮忙的地方。

Lambda表达式可以让你写出更简洁、清晰、符合函数式编程风格的代码，省去模板式的匿名内部类，让重点更突出，代码更好读、更易维护。

具体章节

什么是函数式接口？

简单来说，函数式接口是只包含一个抽象方法的接口，Java 8引入了@FunctionalInterface注解用来标注这类接口。Lambda表达式实际上就是该接口的匿名实现。

为什么只有一个方法？因为Lambda表达式是一段行为（函数），它要适配一个唯一的函数签名。

举个小例子，大家都很熟悉的Runnable接口就是一个典型的函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    void run();
}

当你写一个Runnable的实例时，可以直接用Lambda表达式代替匿名内部类。

Lambda表达式的基础语法

Lambda表达式的核心语法格式是：

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

• 左侧是参数列表（可以没有、可以多个）
• 右侧是方法体：单表达式或者代码块

打个比方：如果说接口是个“合同”，Lambda就是“签名”，它告诉Java：“这就是我要交付的实现。”

代码示例一：Runnable的Lambda表达式

public class LambdaBasicExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 传统匿名内部类写法
        Runnable runnableOld = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Hello from old Runnable");
            }
        };
        runnableOld.run();

        // 用Lambda简化写法
        Runnable runnableLambda = () -> System.out.println("Hello from lambda Runnable");
        runnableLambda.run();
    }
}

这段代码做了什么？

1. 第一部分使用传统的匿名内部类实现Runnable接口，打印文本。
2. 第二部分则用Lambda表达式写了相同的逻辑，代码更简洁。
3. 最后调用run()方法，观察两者输出相同内容。

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函数式接口的标准库示例

Java标准库提供了很多函数式接口，如Consumer<T>、Supplier<T>、Function<T,R>等，它们都随着Lambda表达式而流行起来。

• Consumer<T>：接受一个参数，无返回
• Supplier<T>：无参数，返回一个结果
• Function<T,R>：接受一个参数，返回一个结果

代码示例二：使用标准函数式接口Function

下面我们通过一个例子，演示如何使用Function来转换字符串：

import java.util.function.Function;

public class FunctionExample {
    public static void main(String[] args) {
        Function<String, Integer> stringLength = s -> s.length();

        String test = "Hello Lambda";
        int length = stringLength.apply(test);
        System.out.println("字符串\"" + test + "\"的长度是：" + length);
    }
}

这段代码做了什么？

1. 用Lambda定义了一个Function接口的实现，功能是返回字符串长度。
2. 调用apply方法执行功能，最终打印字符串长度。

通过Function接口，我们能把“计算规则”当作参数传递，代码因此更灵活。

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方法引用：让Lambda表达式更简洁

我们刚看到Lambda函数体是s -> s.length()，它其实表示“调用某个对象的实例方法”，Java提供方法引用语法，让这句Lambda更简单：

• 对象::实例方法
• 类名::静态方法
• 类名::实例方法（特殊用法）
• 类名::new（构造器引用）

代码示例三：方法引用和构造器引用

import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;

public class MethodReferenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // Lambda形式
        Function<String, Integer> lengthLambda = s -> s.length();

        // 方法引用形式
        Function<String, Integer> lengthMethodRef = String::length;

        System.out.println("Lambda: " + lengthLambda.apply("Method Ref"));
        System.out.println("Method Ref: " + lengthMethodRef.apply("Method Ref"));

        // 构造器引用
        Supplier<String> stringSupplier = String::new;
        String emptyString = stringSupplier.get();
        System.out.println("构造器引用创建的字符串长度: " + emptyString.length());
    }
}

这段代码做了什么？

1. 通过String::length使用方法引用替代Lambda表达式，代码更简洁。
2. 演示了通过String::new调用构造器初始化字符串。
3. 输出结果验证两种写法是等价的。

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小结与对比

写法	描述	例子	优缺点
匿名内部类	传统写法，代码冗长	new Runnable(){...}	可读性差，模板代码多
Lambda表达式	简洁表达函数性接口实现	(args) -> {...}	代码简洁，易读
方法引用	语法糖，引用已有方法或构造器	System.out::println	更简洁，表达意图清晰

Lambda表达式和方法引用使Java代码更加函数式，更贴近业务逻辑本身，而不是实现细节，这正是它们存在的最大价值。

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💡 实战建议

在实际项目中，尽量使用标准的函数式接口（如Function、Consumer），避免自定义过多接口，从而提高代码复用性和理解成本。同时，推荐用方法引用简化Lambda表达式，提升代码可读性。

⚠️ 常见陷阱

1. 函数式接口不能有多个抽象方法，否则Lambda无法推断。
2. 变量捕获限制：Lambda只能访问局部变量中被final或“事实上的final”修饰的变量，这一点初学者易忽略。
3. 方法引用的适用场景有限，并不是所有Lambda都能用方法引用替代，盲目使用可能降低代码语义。

延伸思考

• 你觉得Lambda表达式中省略参数类型的设计会带来哪些便利和挑战？
• 如果一个接口有多个默认方法，但依旧只有一个抽象方法，它仍是函数式接口吗？为什么？
• 你能想到哪些日常编程场景用Lambda表达式能显著减少代码量？

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小结

• 函数式接口是Lambda表达式的“接口模板”，只含一个抽象方法。
• Lambda表达式让实现函数式接口变得简洁且语义明确。
• 方法引用和构造器引用是Lambda的语法糖，极大提升代码可读性。
• 理解Lambda带来的语法简化，有助于写出更现代、更易维护的Java代码。

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希望你享受本章的内容。在日常代码中多尝试Lambda与方法引用，你会发现冗长的匿名内部类逐渐消失，代码闪闪发光。下章我们将继续探索Stream API，让函数式思想更进一步。