函數(shù)式編程是一種編程范式，其中程序是通過(guò)應(yīng)用和組合函數(shù)來(lái)構(gòu)造的。它是一種聲明式編程范式，其中函數(shù)定義是表達(dá)式樹(shù)，每個(gè)表達(dá)式樹(shù)返回一個(gè)值，而不是一系列改變程序狀態(tài)的命令語(yǔ)句

Java8引入了Lambda形式的函數(shù)式編程。術(shù)語(yǔ)Lambda來(lái)自Lambda演算，用于描述計(jì)算。

1、Lambda

我們可以將lambda表達(dá)式視為一個(gè)匿名函數(shù)，可以將其分配給變量并傳遞給方法，該方法接受函數(shù)接口作為參數(shù)。Lambda表達(dá)式?jīng)]有名稱，但它有一個(gè)參數(shù)列表、一個(gè)主體和一個(gè)返回類型。

(parameters) -> expression

lambda表達(dá)式可以在函數(shù)接口的上下文中使用。

2、函數(shù)接口

函數(shù)接口是只指定一個(gè)抽象方法的接口。

public interface Comparator<T> {                           
    int compare(T o1, T o2);
}
public interface Runnable {                                
    void run();
}

Lambda表達(dá)式允許我們直接內(nèi)聯(lián)提供函數(shù)接口的抽象方法的實(shí)現(xiàn)，并將整個(gè)表達(dá)式視為函數(shù)接口的實(shí)例。

2.1 函數(shù)描述符

我們將函數(shù)接口的抽象方法的簽名稱為函數(shù)描述符。函數(shù)描述符描述lambda表達(dá)式的簽名。例如，我們可以將 Runnable 的函數(shù)描述符看作 （）->void ，因?yàn)樗幸粋€(gè)抽象方法，不接受任何內(nèi)容，也不返回任何內(nèi)容（void）。

3、Java函數(shù)接口

3.1 Predicate

Predicate<T> 接口定義了一個(gè)名為 test 的抽象方法，該方法接受一個(gè)泛型類型為 T 的對(duì)象并返回一個(gè)布爾值。此接口可用于表示使用T類型對(duì)象的布爾表達(dá)式。

函數(shù)描述符： T->boolean

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
}

3.2 Consumer

java.util.function.Consumer<T> 接口定義了一個(gè)名為 accept 的抽象方法，該方法接受一個(gè)泛型類型為 T 的對(duì)象，并且不返回任何結(jié)果（ void ）。當(dāng)我們需要訪問(wèn)T類型的對(duì)象并對(duì)其執(zhí)行某些操作時(shí)，可以使用此接口。

函數(shù)描述符： T->void

3.3 Function

java.util.function.function<T，R> 接口定義了一個(gè)名為 apply 的抽象方法，該方法將一個(gè)泛型類型為 T 的對(duì)象作為輸入，并返回一個(gè)泛型類型為 R 的對(duì)象。當(dāng)我們需要定義一個(gè)lambda將信息從輸入對(duì)象映射到輸出時(shí)，可以使用該接口。

函數(shù)描述符： T->R

3.4 Supplier

接口 java.util.function.Supplier<T> 定義了一個(gè)名為 get 的抽象方法，該方法不接受任何內(nèi)容并返回類型為T(mén)的對(duì)象。

函數(shù)描述符： （）->R

3.5 Primitive Specializations

原語(yǔ)接口是專用接口，用于在輸入或輸出為原語(yǔ)時(shí)避免自動(dòng)裝箱操作。

public interface IntPredicate {
    boolean test(int t);
}

4、類型檢查

lambda的類型是從使用lambda的上下文中推導(dǎo)出來(lái)的。上下文中lambda表達(dá)式所需的類型（例如，傳遞給它的方法參數(shù)或分配給它的局部變量）稱為目標(biāo)類型。Lambda表達(dá)式可以從賦值上下文、方法調(diào)用上下文（參數(shù)和返回）和強(qiáng)制轉(zhuǎn)換上下文中獲取其目標(biāo)類型。

Object o = (Runnable) () -> System.out.println("Hello");

4.1 Capturing Lambda

lambda可以不受限制地捕獲（在其主體中引用）實(shí)例變量和靜態(tài)變量。但是當(dāng)捕獲局部變量時(shí)，它們必須顯式地聲明為 final 或?qū)嶋H上是 final 。

我們?yōu)楹斡羞@個(gè)限制？

實(shí)例變量存儲(chǔ)在堆上，而局部變量位于堆棧上。如果lambda可以直接訪問(wèn)局部變量，并且lambda在線程中使用，那么使用lambda的線程可以在分配變量的線程解除分配變量后嘗試訪問(wèn)該變量。因此，Java將對(duì)自由局部變量的訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)為對(duì)其副本的訪問(wèn)，而不是對(duì)原始變量的訪問(wèn)。如果局部變量只分配給一次，則這沒(méi)有什么區(qū)別，因此存在限制。

5、方法引用

有三種主要的方法參考：

• 對(duì)靜態(tài)方法的方法引用。例如， – Integer:：parseInt
• 對(duì)任意類型的實(shí)例方法的方法引用。示例– String::length
• 對(duì)現(xiàn)有對(duì)象或表達(dá)式的實(shí)例方法的方法引用。示例– student:：getRank ，其中 student 是具有方法 getRank（） 的 student 類型的局部變量
  

List<String> list = Arrays.asList("a","b","A","B");
list.sort((s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2));

可以寫(xiě)成

List<String> list = Arrays.asList("a","b","A","B");
list.sort(String::compareToIgnoreCase);

5.1 構(gòu)造函數(shù)引用

可以使用 ClassName:：new 引用現(xiàn)有構(gòu)造函數(shù)

Supplier<List<String>> supplier = ArrayList::new ；與 Supplier<List<String>> supplier = () -> new ArrayList<>() 相同；

5.2 組合Lambda

許多函數(shù)接口包含可用于組合lambda表達(dá)式的默認(rèn)方法。組合示例-

將兩個(gè)謂詞組合成一個(gè)較大的謂詞，在兩個(gè)謂詞之間執(zhí)行or操作
反向或鏈?zhǔn)奖容^器

5.3 Comparators

按逆序排列學(xué)生

Comparator<Student> c = Comparator.comparing(Student::getRank);
students.sort(comparing(Student::getRank).reversed());

根據(jù)姓名（反向）對(duì)學(xué)生進(jìn)行排序，然后按反向順序排列

students.sort(comparing(Student::getName).reversed()
        .thenComparing(Student::getRank));

5.4 Predicates

Predicates接口包括三個(gè)方法： negate , and , 和 or ，可用于創(chuàng)建更復(fù)雜的謂詞。

Predicate<Integer> naturalNumber = i -> i > 0;                                     
Predicate<Integer> naturalNumberLessThanHundred = naturalNumber.and( i -> i < 100);

5.5 Functions

函數(shù)接口帶有兩個(gè)默認(rèn)方法， andThen 和 compose 。

Consider f(x) = x2 and g(x) = x3 + 1 then

g(f(x)) ->

Function<Integer,Integer> square = n -> n*n;                         
Function<Integer,Integer> squareAndCube = square.andThen(n -> n*n*n+1);
System.out.println(squareAndCube.apply(2));  
65

f(g(x)) ->

Function<Integer,Integer> square = n -> n*n;                              
Function<Integer,Integer> squareAndCube = square.compose(n -> n*n*n + 1); 
System.out.println(squareAndCube.apply(2));

應(yīng)用Lambda

讓我們看看如何編寫(xiě)一個(gè)通用方法來(lái)根據(jù) veratain 屬性過(guò)濾一組書(shū)籍（將其視為sql的where子句）。

public static List<Book> filter(Predicate<Book> where) {                
  List<Book> books = Catalogue.books();                                 
  return books.stream().filter(where).collect(Collectors.toList());     
}

Lambda表達(dá)式通過(guò)不同的過(guò)濾器過(guò)濾不同的書(shū)籍

List<Book> javaBook = filter(book -> book.getCategory().equals(JAVA));               
List<Book> joshuaBlochBook = filter(book -> book.getAuthor().equals("Joshua Bloch"));

6、總結(jié)

lambda表達(dá)式可以被認(rèn)為是一個(gè)匿名函數(shù)，可以在函數(shù)接口的上下文中使用。函數(shù)接口是只指定一個(gè)抽象方法的接口。

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