Java Lambda表达式的使用

在《Java Lambda表达式》和《Java Lambda表达式的3种简写方式》一节中我们了解了 Java Lambda 的概念并可以在匿名类的场合使用 Lambda 语法进行简单替换。本节主要介绍在 Java 中如何使用 Lambda 表达式。

作为参数使用Lambda表达式

Lambda 表达式一种常见的用途就是作为参数传递给方法，这需要声明参数的类型声明为函数式接口类型。示例代码如下：

public static void main(String[] args) {
    int n1 = 10;
    int n2 = 5;
    // 打印加法计算结果
    display((a, b) -> {
        return a + b;
    }, n1, n2);
    // 打印减法计算结果
    display((a, b) -> a - b, n1, n2);
}

/**
* 打印计算结果
*
* @param calc Lambda表达式
* @param n1   操作数1
* @param n2   操作数2
*/
public static void display(Calculable calc, int n1, int n2) {
    System.out.println(calc.calculateInt(n1, n2));
}

上述代码第 19 行定义 display 打印计算结果方法，其中参数 calc 类型是 Calculable，这个参数即可以接收实现 Calculable 接口的对象，也可以接收 Lambda 表达式，因为 Calculable 是函数式接口。 代码第 7 行和第 9 行两次调用 display 方法，它们第一个参数都是 Lambda 表达式。

访问变量

Lambda 表达式可以访问所在外层作用域定义的变量，包括成员变量和局部变量。

访问成员变量

成员变量包括实例成员变量和静态成员变量。在 Lambda 表达式中可以访问这些成员变量，此时的 Lambda 表达式与普通方法一样，可以读取成员变量，也可以修改成员变量。

public class LambdaDemo {
    // 实例成员变量
    private int value = 10;
    // 静态成员变量
    private static int staticValue = 5;

    // 静态方法，进行加法运算
    public static Calculable add() {
        Calculable result = (int a, int b) -> {
            // 访问静态成员变量，不能访问实例成员变量
            staticValue++;
            int c = a + b + staticValue;
            // this.value;
            return c;
        };
        return result;
    }

    // 实例方法，进行减法运算
    public Calculable sub() {
        Calculable result = (int a, int b) -> {
            // 访问静态成员变量和实例成员变量
            staticValue++;
            this.value++;
            int c = a - b - staticValue - this.value;
            return c;
        };
        return result;
    }
}

LambdaDemo 类中声明一个实例成员变量 value 和一个静态成员变量 staticValue。此外，还声明了静态方法 add（见代码第 8 行）和实例方法 sub（见代码第 20 行）。add 方法是静态方法，静态方法中不能访问实例成员变量，所以代码第 13 行的 Lambda 表达式中也不能访问实例成员变量，也不能访问实例成员方法。

sub 方法是实例方法，实例方法中能够访问静态成员变量和实例成员变量，所以代码第 23 行的 Lambda 表达式中可以访问这些变量，当然实例方法和静态方法也可以访问。当访问实例成员变量或实例方法时可以使用 this，如果不与局部变量发生冲突情况下可以省略 this。

访问局部变量

对于成员变量的访问 Lambda 表达式与普通方法没有区别，但是访问局部变量时，变量必须是 final 类型的（不可改变）。

示例代码如下：

public class LambdaDemo {
    // 实例成员变量
    private int value = 10;
    // 静态成员变量
    private static int staticValue = 5;

    // 静态方法，进行加法运算
    public static Calculable add() {
        // 局部变量
        int localValue = 20;
        Calculable result = (int a, int b) -> {
            // localValue++;
            // 编译错误
            int c = a + b + localValue;
            return c;
        };
        return result;
    }

    // 实例方法，进行减法运算
    public Calculable sub() {
        // final局部变量
        final int localValue = 20;
        Calculable result = (int a, int b) -> {
            int c = a - b - staticValue - this.value;
            // localValue = c;
            // 编译错误
            return c;
        };
        return result;
    }
}

上述代码第 10 行和第 23 行都声明一个局部变量 localValue，Lambda 表达式中访问这个变量，如代码第 14 行和第 25 行。不管这个变量是否显式地使用 final 修饰，它都不能在 Lambda 表达式中修改变量，所以代码第 12 行和第 26 行如果去掉注释会发生编译错误。

Lambda 表达式只能访问局部变量而不能修改，否则会发生编译错误，但对静态变量和成员变量可读可写。

方法引用

方法引用可以理解为 Lambda 表达式的快捷写法，它比 Lambda 表达式更加的简洁，可读性更高，有很好的重用性。如果实现比较简单，复用的地方又不多，推荐使用 Lambda 表达式，否则应该使用方法引用。

Java 8 之后增加了双冒号::运算符，该运算符用于“方法引用”，注意不是调用方法。“方法引用”虽然没有直接使用 Lambda 表达式，但也与 Lambda 表达式有关，与函数式接口有关。 方法引用的语法格式如下：

ObjectRef::methodName 

其中，ObjectRef 是类名或者实例名，methodName 是相应的方法名。

注意：被引用方法的参数列表和返回值类型，必须与函数式接口方法参数列表和方法返回值类型一致，示例代码如下。

public class LambdaDemo {
    // 静态方法，进行加法运算
    // 参数列表要与函数式接口方法calculateInt(int a, int b)兼容
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 实例方法，进行减法运算
    // 参数列表要与函数式接口方法calculateInt(int a, int b)兼容
    public int sub(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

LambdaDemo 类中提供了一个静态方法 add，一个实例方法 sub。这两个方法必须与函数式接口方法参数列表一致，方法返回值类型也要保持一致。

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        int n1 = 10;
        int n2 = 5;
        // 打印加法计算结果
        display(LambdaDemo::add, n1, n2);
        LambdaDemo d = new LambdaDemo();
        // 打印减法计算结果 
        display(d::sub, n1, n2);
    }

    /**
     * 打印计算结果
     *
     * @param calc Lambda表达式
     * @param n1   操作数1
     * @param n2   操作数2
     */
    public static void display(Calculable calc, int n1, int n2) {
        System.out.println(calc.calculateInt(n1, n2));
    }
}

代码第 18 行声明 display 方法，第一个参数 calc 是 Calculable 类型，它可以接受三种对象：Calculable 实现对象、Lambda 表达式和方法引用。代码第 6 行中第一个实际参数LambdaDemo::add是静态方法的方法引用。代码第 9 行中第一个实际参数d::sub，是实例方法的方法引用，d 是 LambdaDemo 实例。

提示：代码第 6 行的LambdaDemo::add和第 9 行的d::sub是方法引用，此时并没有调用方法，只是将引用传递给 display 方法，在 display 方法中才真正调用方法。