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Lambda表达式详解及在Java中的应用

Lambda表达式是什么？

Lambda表达式是Java 8引入的核心特性，它是一种简洁的函数式编程语法结构，本质上是匿名的函数实现。它允许你将函数作为方法参数传递，或者将代码当作数据处理。

基本语法：

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

示例对比（过滤数字）：

// 传统匿名类
List<Integer> result = list.stream().filter(new Predicate<Integer>() {@Overridepublic boolean test(Integer num) {return num > 10;}}).collect(Collectors.toList());// Lambda表达式
List<Integer> result = list.stream().filter(num -> num > 10).collect(Collectors.toList());

Lambda表达式可以实现什么功能？

1. 替代匿名内部类：简洁实现函数式接口
2. 行为参数化：将代码逻辑作为参数传递
3. 函数组合：创建小型、可复用的代码单元
4. 流式操作：配合Stream API进行数据处理
5. 事件处理：简化回调函数和事件监听器

函数式接口与Lambda的关系

函数式接口（Functional Interface）

• 只有一个抽象方法的接口（可以有多个default方法）
• 用@FunctionalInterface注解标记（非必须但推荐）
• 常用内置接口：

  // 无输入，返回T
  Supplier<T>     // T get()// 接受T，无返回
  Consumer<T>    // void accept(T t)// 接受T，返回boolean
  Predicate<T>   // boolean test(T t)// 接受T，返回R
  Function<T, R> // R apply(T t)// 接受两个输入
  BiFunction<T, U, R> // R apply(T t, U u)
  

关系说明

Lambda表达式是函数式接口的实例实现。编译器根据上下文自动匹配Lambda表达式到对应的函数式接口。

// Lambda自动匹配到Function接口
Function<String, Integer> strLength = s -> s.length();// 等同于匿名类实现
Function<String, Integer> strLength = new Function<>() {@Overridepublic Integer apply(String s) {return s.length();}
};

函数式编程与Lambda的关系

1. Lambda是函数式编程的基础工具：实现了Java中函数作为一等公民
2. 支持高阶函数：以函数作为参数或返回值

   // 高阶函数示例
   Function<Function<String, Integer>, Integer> highOrder = func -> func.apply("hello") * 2;
   

3. 实现纯函数：无副作用的运算，相同输入永远相同输出
4. 支持闭包：捕获自由变量（需要final或等效final）

   int factor = 2; // 等效final
   Function<Integer, Integer> multiplier = n -> n * factor;
   

函数式编程的好处

1. 简洁性：减少样板代码（如匿名类）
2. 可读性：更接近自然语言的链式调用
3. 并行友好：无状态操作便于并行处理

   // 并行处理示例
   List<Integer> result = data.parallelStream().filter(n -> n % 2 == 0).map(n -> n * 2).collect(Collectors.toList());
   

4. 延迟执行：支持惰性求值，优化性能
5. 易于测试：纯函数不依赖外部状态

Lambda高级语法特性

1. 方法引用：

   // 静态方法引用
   Function<String, Integer> parser = Integer::parseInt;// 实例方法引用
   Consumer<String> printer = System.out::println;// 构造函数引用
   Supplier<List<String>> listSupplier = ArrayList::new;
   

2. 类型推断：省略类型声明

   // 编译器可推断参数类型
   Function<String, String> toUpper = s -> s.toUpperCase();
   

3. 多参数和可变参数：

   // 多参数
   BiFunction<Integer, Integer