Java 8 新特性：Lambda 表达式的作用域（Lambda 表达式补充版）

Lambda 表达式的作用域

文 | 莫若吻     

在Lambda表达式中访问外层作用域和旧版本的匿名对象中的方式类似。你可以直接访问标记了final的外层局部变量，或者实例的字段以及静态变量。

Lambda表达式不会从超类（supertype）中继承任何变量名，也不会引入一个新的作用域。Lambda表达式基于词法作用域，也就是说lambda表达式函数体里面的变量和它外部环境的变量具有相同的语义（也包括lambda表达式的形式参数）。此外，this关键字及其引用，在Lambda表达式内部和外部也拥有相同的语义。

Lambda表达式全文地址：http://blog.csdn.net/sun_promise/article/details/51121205

1.访问局部变量

1）可以直接在lambda表达式中访问外层的局部变量

eg：

final int num = 1;
Converter<Integer, String> s =
(param) -> String.valueOf(param + num);

s.convert(2);     // 3

但是和匿名对象不同的是，lambda表达式的局部变量（eg:num）可以不用声明为final

eg:

int num = 1;
Converter<Integer, String> s =
(param) -> String.valueOf(param + num);

stringConverter.convert(2);     // 3

不过这里的局部变量(eg:num)必须不可被后面的代码修改（即隐性的具有final的语义）

eg:下面代码无法编译

int num = 1;
Converter<Integer, String> s =
(param) -> String.valueOf(param + num);
num = 5;

Note：在Lambda表达式中试图修改局部变量是不允许的。

2）在 Lambda 表达式当中被引用的变量的值不可以被更改。

public void repeat(String string, int count) {
Runnable runnable = () -> {
for (int i = 0; i < count; i++) {
string = string + "a";//编译出错
System.out.println(this.toString());
}
};
new Thread(runnable).start();
}

3）在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。

eg：

String first = "";
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(),//编译会出错
second.length());

2.访问对象字段与静态变量

和局部变量不同的是，Lambda内部对于实例的字段（即：成员变量）以及静态变量是即可读又可写。

eg：

class LambdaDemo {
static int myStaticNum;
int myNum;

void testScopes() {
Converter<Integer, String> s1 = (param) -> {
myNum = 33;
return String.valueOf(param);
};

Converter<Integer, String> s2 = (param) -> {
myStaticNum = 87;
return String.valueOf(param);
};
}
}

3.不能访问接口的默认方法

Lambda表达式中是无法访问到默认方法的。

4.Lambda表达式中的this

Lambda 表达式中使用 this 会引用创建该 Lambda 表达式的方法的 this 参数。

eg：

public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
Test2 test = new Test2();
test.method();
}
@Override
public String toString() {
return "Lambda";
}
public void method() {
Runnable runnable = () -> {
System.out.println(this.toString());
};
new Thread(runnable).start();
}
}

显示结果：Lambda

5.综合理解Lambda表达式的作用域

（注：如果上面的3条内容都理解了，就不用再仔细看下面这个示例和分析了。）

eg：

public class Test {
public static void main(String[] args) {
repeatMessage("Hello world", 20);
}
public static void repeatMessage(String text,int count){
Runnable r = () -> {
for(int i = 0; i < count; i++){
System.out.println(text);
Thread.yield();
}
};
new Thread(r).start();
}
}

分析：Lambda表达式中的变量count和text，它们并没有在Lambda表达式中被定义，而是方法的参数。Lambda表达式可能会在repeatMessage()返回之后才运行，此时参数变量已经消失了。如果保留text和count变量会怎样呢？

为了更好地理解上面的情况，我们需要对Lambda表达式有更深入的理解。

一个lambda表达式包括三个部分：

一段代码。
参数。
自由变量的值，这里的“自由”指的是那些不是参数并且没有在代码中定义的变量。

在示例中，lambda表达式有两个自由变量，text和count。数据结构表示Lambda表达式必须存储这两个变量的值，即“Hello world”和20。可以理解为，这些值已经被Lambda表达式捕获了（这是一个技术实现的细节。eg：你可以将一个lambda表达式转换为一个只含一个方法的对象，这样自由变量的值就会被复制到该对象的实例变量中）。
Note：含有自由变量的代码块才被称之为“闭包（closure）”。在Java中，lambda表达式就是闭包。事实上，内部类一直都是闭包。Java8中为闭包赋予了更吸引人的语法。

Lambda表达式可以捕获闭合作用域中的变量值。在java中，为了确保被捕获的值是被良好定义的，需要遵守一个重要的约束。在Lambda表达式中，被引用的变量的值不可以被更改。

eg：下面这个表达式是不合法的

public static void repeatMessage(String text,int count){
Runnable r = () -> {
while(count > 0){
count--;        //错误，不能更改已捕获变量的值
System.out.println(text);
Thread.yield();
}
};
new Thread(r).start();
}

做出这个约束是有原因的。更改lambda表达式中的变量不是线程安全的。假设有一系列并发的任务，每个线程都会更新一个共享的计数器。

int matches = 0;
for(Path p : files)
new Thread(() -> {if(p中包含某些属性) matches++;}).start();    //非法更改matches的值

不要指望编译器会捕获所有并发访问错误。不可变的约束只作用在局部变量上，如果matches是一个实例变量或者闭合类的静态变量，那么不会有任何错误被报告出来即使结果同样未定义。同样，改变一个共享对象也是完全合法的，即使这样并不恰当。

List<Path> matches = new ArrayList<>();
for(Path p: files)
//你可以改变matches的值，但是在多线程下是不安全的
new Thread(() -> {if(p中包含某些属性) matches.add(p);}).start();

Note：matches是“有效final”的（一个有效的final变量被初始化后，就永远不会再被赋一个新值的变量）。在我们的示例中，matches总是引用同一个ArrayList对象，但是，这个对象是可变的，因此是线程不安全的 。如果多个线程同时调用add方法，结果将无法预测。

Lambda表达式的方法体与嵌套代码块有着相同的作用域。因此它也适用同样的命名冲突和屏蔽规则。在Lambda表达式中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。

Path first = Paths.get("/usr/bin");
Comparator<String> comp = （first,second) ->
Integer.compare(first.length(),second.length());
//错误，变量first已经定义了

在一个方法里，你不能有两个同名的局部变量，因此，你也不能在lambda表达式中引入这样的变量。

当你在Lambda表达式中使用this关键字，你会引用创建该Lambda表达式的方法的this参数，

eg：

public class Application{
public void doWork(){
Runnable runner = () -> {....;System.out.println(this.toString());......};
}
}

表达式this.toString()会调用Application对象的toString()方法，而不是Runnable实例的toString()方法。在Lambda表达式中使用this，与在其他地方使用this没有什么不同。Lambda表达式的作用域被嵌套在doWork()方法中，并且无论this位于方法的何处，其意义都是一样的。