在这里给大家分享一下我从开始接触lambda表达式的故事：

2019年大一春季学期，教授突然开始讲Agda这门新语言，想必各位也是在此初识Agda（Agda是一个依赖类型的函数式编程语言），面对这门陌生的语言，有着许多奇奇怪怪的语言规则和无比抽象的表达方式，刚刚从半学期学习面向对象编程的Java苦海中逃离，又要掉入函数式编程的黑洞中，顿时让大家束手无策。经过了一个学期的学习和讨论，终于学有所获。Lambda的初次见面就是在学习Agda时，在此我将用Java语言来讲述我学习Lambda的来龙去脉，如有不足，希望在评论区指出，相互学习相互借鉴。

文章目录

• 一.必备知识：函数接口与匿名类
• 1.1什么是函数式接口
• 1.2什么是匿名类

• 4.1 Lambda在【函数式接口】中的应用
• 3.2 Lambda在【线程】中的应用
• 3.3 Lambda在【比较器】中的应用
• 3.5 Lambda在【集合】中的应用

• 5.1.方法引用
• 5.2构造器引用
• 推荐阅读：

一.必备知识：函数接口与匿名类

函数式接口(Functional Interface)与匿名类（Anonymous Class），其中函数式接口是Java8的新特性，两者都是学习Lambda表达式的必备知识。

1.1什么是函数式接口

函数式接口：就是一个有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法的接口，会有

@FunctionalInterface

例如：

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

里面可以有一个抽象方法，但是如果有两个或以上就会报错，但是如果加上一个Object类型的public方法呢？

@FunctionalInterface
public interface Function
{
void run();

@Override
boolean equals(Object obj);
}

编译器也没有报错，因此，函数式接口，有且仅有一个抽象方法，Object的public方法除外。

1.2什么是匿名类

匿名类，顾名思义，就是没有名称的类，没有名称也就是其他地方就不能引用，不能实例化，只用一次，当然也就不能有构造器。
格式：

new 父类（）{子类内容……}

其中，“父类”是子类需要继承或者实现外部的类或者接口，并且匿名类可以继承父类的方法，也可以重写父类的方法。
例如：
定义了一个Function接口

public interface Function{
int apply(int arg)
}

可以用匿名类来实现apply（）方法

class Test{
public static void main(String[] args){

new Function(){   //必须通过接口或者父类来实现匿名类
@Override
public int apply(int arg){
return arg*3;
}
};
}

如果没有匿名类，就还需要一个实现类的class来实现Function接口,还有测试类：

class FunctionTest implements Function{
@Override
public int apply(int arg){
return arg*3;
}
}

class Test{
public static void main(String[] args){

Function f = new FunctionTest();//创建接口对象，必须通过接口FunctionTest实现类实现
int result = f.apply(1);
System.out.println(result);

}
}

二.Lambda Calculus（Lambda演算）

前序：

之前在网上看了许多关于lambda的相关文章，基本上都是直奔主题，从Lambda表达式的定义开始的，但是想要真正了解Lambda的来历，应当从Lambda Calculus（Lambda演算）说起。
Lambda Calculus是所有函数语言(如Haskell、OCaml、Scala等)的基础。然而，lambda演算现在是许多非函数性语言(如Java、C++、Python等)的一部分。原因是，定义匿名函数有时很方便，就像匿名类很方便一样，通常在回调函数的定义中也是如此。

正文：

我们理解函数的一种方法是把它看成是一个从输入到输出的映射。 例如，给输入的x加1，我们可以写成：x↦x+1x↦x+1x↦x+1

方程也可以有多个变量，比如一个方程可以计算输入值的平均值：(x,y)↦(x+y)2(x,y)↦\frac{(x+y)}{2}(x,y)↦2(x+y)​

方程也可以拿其他的方程当作参数，比如argmax function，其返回参数的值，其结果为最大值(argmax)：f↦xsuchthat∀x′.f(x′)≤f(x)f↦x such that ∀x′.f(x′)≤f(x)f↦xsuchthat∀x′.f(x′)≤f(x)

所有这些都需要统一形式化，并且以一种清晰可计算的方式，以一种机械的方式执行。

丘奇的绝妙想法是定义一个简单的函数，只包含变量、函数定义和函数应用:

• 函数应用:

  f x

  or

  f (x)

• 函数定义:

  \x -> F

  （F是Lambda项），就是由变量、函数应用程序和函数定义组成的表达式。

例子：

(\x -> x + 1) 7              //相当于：f(x)=x+1,其中x=7；
= 7 + 1
= 8

(\x y -> x + y) 7 8         //相当于：多参函数f(x,y)=x + y
= (\y -> 7 + y) 8     //不理解多参函数的同学可以查看下方主页文章：【在Java中的函数】
= 7 + 8
= 15

(\x -> x + 1) ((\x -> x + 1) 2)   //先演算(\x -> x + 1) 2
= (\x -> x + 1) (2 + 1)
= (\x -> x + 1) 3
= 3 + 1
= 4

【在Java中的函数】https://blog.csdn.net/weixin_44551646/article/details/95369228

如果对Lambda Calculus感兴趣的同学，更多详细资料—>主页文章【Lambda Calculus】

三.Lambda表达式定义与语法

• 定义：
  我们看了Lambda演算的过程，就对Lambda有了基本的数学概念上的理解。
  Lambda Calculus就是定义了一个简单的函数，只包含变量、函数定义和函数的应用，那么Lambda表达式就是与Lambda Calculus一样，可以理解为表示可传递的匿名函数的一种方式：它没有名称，但它有参数列表、函数主体、返回类型。

• 语法：
  （1）参数列表（参数可以写类型，也可以不写，JVM可类型推断）
  （2）箭头➡️
  （3）函数主体（可以是单语句，也可以是代码块）
  （4）返回类型（➡️后的内容）

• 例题：
  根据Lambda Calculus和Lambda表达式定义与语法，我们先猜想一下以下5个代码分别代表什么意思：

1. () -> 5

2. (x) -> 2 * x 或者 x-> 2 * x

3. (x, y) -> x – y

4. (int x, int y) -> x + y

5. (String x) -> System.out.print(x)

6. ()->{
for(int i=0; i<10; i++) {
System.out.println("Thread"+i);
}
}

答案：

1. 不需要参数,返回值为 5
2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
3. 接受2个参数(数字),返回他们的差值
4. 接收2个int型整数,返回他们的和
5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值
6. 不需要参数，并执行大括号里的内容，不返回任何值

lambda一共有这几种情况：
1.无参数，无返回值
2.无参数，有返回值
3.有一个参数，无返回值（括号可省略）
4.有两个或两个以上的参数，有返回值，并且函数体是语句块
5.若只有一条语句，return和大括号都可省略

这就是Lambda表达式，正如Lambda Calculus一样，只不过与Java方法相结合，Lambda表达式实质就是可传递的匿名函数的一种方式：它没有名称，但它有参数列表（括号内的为参数）、函数主体（大括号内的内容）、返回类型（箭头后的内容）。

四.如何用Lambda表达式简化代码

前文中，我们将Lambda演绎与Lambda表达式相结合，也了解了基础知识点，但是到底如何使用Lambda表达式来简化我们的代码呢？具体应该在什么样的场景下使用Lambda表达式？

4.1 Lambda在【函数式接口】中的应用

1⃣️：带有返回值的Lambda使用：
以上述代码为例，如果我们在Java中不用Lambda，只用匿名内部类则代码如下；

public inter
8000
face Function{
int apply(int arg)；
}

class Test{
public static void main(String[] args){

new Function(){   //必须通过接口（Function）或者父类来实现匿名内部类
@Override
public int apply(int arg){
return arg*arg;
}
};

}

Lambda是Java8新引入的，使用了Lambda并不会改变定义Function接口的方式，但是它会让实现变得非常简单：

class Test{
public static void main(String[] args){

Function square = arg -> arg * arg;

}

注意⚠️：

1. Lambda推导必须要有类型，Function square其中Function为接口名，square为对象名
2. Lambda表达式中的第一个arg为参数，就是apply()方法的参数。
3. 当只有一个参数时可以省略，即

   (arg) -> arg * arg；

   中的括号可以省略。
4. 方法体只有一句话，所以return，大括号都可以省略。
5. Lambda语句的参数列表里的数据类型可以省略不写，JVM会自动推断。

2⃣️没有返回值的Lambda使用：

没有用lambda之前：

public class Test{
public static void main(String args[]){
Runnable r = new Runnable(){
public void run(){
System.out.println("Lambda");
}
};
r.run();
}
}

使用Lambda后：

public class Test2{
public static void main(String args[]){
Runnable r = ()->System.out.println("Lambda");
r.run();
}
}

注意⚠️：

1. 由于run()方法中没有参数，所以可以用空括号表示，但是括号不能省略。

3⃣️自定义函数式接口

public interface ILike
{
void lambda();
}

public class Like implements ILike
{
@Override
public void lambda()
{
System.out.println("I Like Lambda!");

}
}

class Test{
public static void main(String[] args ) {
//一般实现方法
ILike like = new Like();  //接口指向实现类
like.lambda();

//匿名内部类实现
ILike like2=new ILike() {
@Override
public void lambda()
{
System.out.println("I Like Lambda2!");
}
};
like2.lambda();

//lambda实现
//ILike like3 :lambda推导必须存在类型，ILike类型的like3
ILike like3 = ()-> System.out.println("I Like Lambda3!");
like3.lambda();

}
}

3.2 Lambda在【线程】中的应用

Lambda表达式可以简化Runnable线程，线程必须是使用一次的简单线程。

下面是使用了匿名内部类，实现Runnable接口的线程：

public class Test1
{
public static void main(String[] args)
{
new Thread(new Runnable(){
@Override
public void run()
{
System.out.println("匿名内部类+Runnable实现线程");
}).start();
}
}
}

下面是使用lambda之后的线程：
1⃣️：函数主体为单语句Lambda表达式

public class Test1
{
public static void main(String[] args)
{
new Thread(()->System.out.println(“Lambda+Runnable实现线程”)).start();
}
}

2⃣️：函数主体为代码块的Lambda表达式

new Thread(()->{
for(int i=0; i<10; i++) {
System.out.println("Thread"+i);
}
}).start();

3.3 Lambda在【比较器】中的应用

Collections.sort(list1, (o1,o2) -> {
if(((Student) o1).getName()==((Student) o1).getName()) {
return ((Student) o1).getName().compareTo(((Student) o1).getName());
}else {
return Integer.compare(((Student)o1).getAge(), ((Student)o2).getAge());
}
});

3.5 Lambda在【集合】中的应用

首先定义一个student类

public class Student {

private String name;
private int age;

public String getName()
{
return name;
}

public void setName(String name)
{
this.name = name;
}

public int getAge()
{
return age;
}

public void setAge(int age)
{
this.age = age;
}

public Student(){}

public Student(String name, int age)
{
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
@Override
public String toString()
{
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}

1⃣️lambda+forEach循环遍历集合：

在测试类中，我们分别用普通的 forEach循环和lambda+forEach循环

import java.util.ArrayList;

class Test{

public static void main(String []args) {

ArrayList<Student> list1 = new ArrayList<>();
list1.add(new Student("lili",001));
list1.add(new Student("haha",002));
list1.add(new Student("wawa",003));

//foreach循环
for(Student stu : list1) {
System.out.println(stu);
}
System.out.println("-----");

//lambda+foreach循环
list1.forEach(stu -> System.out.println(stu));
}
}

Output：

Student [name=lili, age=1]
Student [name=haha, age=2]
Student [name=wawa, age=3]
-----
Student [name=lili, age=1]
Student [name=haha, age=2]
Student [name=wawa, age=3]

2⃣️在Stream（）中使用Lambda表达式：

五.Lambda后传之Java8新特性【方法引用】与【构造器引用】

5.1.方法引用

如果lambda表达式中有方法已经实现了，就可以使用【方法引用】。也可以理解为【方法引用】是Lambda表达式的另外一种表现形式。

三种表达形式

1.对象::实例方法名

2.类::静态方法名

3.类::实例方法名

注释：

实例方法：属于对象的方法，由对象来调用。
静态方法：使用static修饰（静态方法），属于整个类的，不是属于某个实例的，只能处理static域或调用static方法；

例子1⃣️：

对象::实例方法名

//consumer函数就是对所输入的参数进行操作，这里是打印出所输入的参数hhh
Consumer<String> con = x -> System.out.println(x);
con.accept("hhh");

因为Lambda体中已经有println()方法完成了我们想要的功能，因此可以用方法引用的方式表达
Lambda体中

System.out.println(x);

PrintStream out = System.out;

out.println();

println()

out

PrintStream out = System.out;
Consumer<String> con1 = out::println();
con1.accept("hhh");

最终简化版：

Consumer<String> con2 =System.out::println();
con2.accept("hhh");

注意⚠️：要实现的接口中的抽象方法的参数列表和返回值类型，必须要与调用的方法中的参数列表和返回值类型保持一致。
上述例子中：接口中的抽象方法为

void accept(T t);

public void println(String x)

再比如，我有一个Student类，定义了name和age两个私有属性，有get和set方法。想要获取stu的年龄，通过supplier函数

Student stu = new Student("xiaowang",20);
Supplier<Integer> sup = ()->sup.getAge();
Integer num = sup.get();
System.out.println(num);

可以简化为：

Student stu = new Student("xiaowang",20);
Supplier<Integer> sup =stu::getAge;
Integer num = sup.get();
System.out.println(num);

例子2⃣️：

类::静态方法名

Comparator<Integer> cam1 = (x, y) -> Integer.compare(x, y);
System.out.println(cam1.compare(3, 2));

因为函数接口中抽象方法：

int compare(T o1, T o2);

public static int compare(int x, int y)

Comparator<Integer> com1 = Integer::compare;
System.out.println(com1.compare(1, 2));

例子3⃣️：

类::实例方法名

BiPredicate是Predicate的子类，其区别是，BiPredicate可以传入两个参数进行比较。

@FunctionalInterface
public interface BiPredicate<T, U> {

/**
* Evaluates this predicate on the given arguments.
*
* @param t the first input argument
* @param u the second input argument
* @return {@code true} if the input arguments match the predicate,
* otherwise {@code false}
*/
boolean test(T t, U u);
}

比如相比较两个字符串

BiPredicate<String, String> bp = (x, y) -> x.equals(y);
System.out.println(bp.test("a", "b"));

使用【方法引用】后：

BiPredicate<String, String> bp1 = String::equals;
System.out.println(bp1.test("a", "b"));

注意⚠️：equals为实例方法，为什么不能用

对象::实例方法名

类::实例方法名

5.2构造器引用

格式：

类名::new

Student类：
其中有一个无参构造器，一个含有一个参数的有参构造器，和一个含有两个参数的有参构造器。

public class Student {

private String name;
private int age;

public Student(){}

public Student(int age)
{
super();
this.age = age;
}

public Student(String name, int age)
{
super();
this.name = name;
this.age = age;
}

@Override
public String toString()
{
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}

1⃣️：没有用构造器引用之前，无参构造

public class Main {
public static void main(String[] args) {
//没有用构造器引用之前，无参构造
Supplier<Student> sup = () -> new Student();
Student stu1 = sup.get();
System.out.println(stu1);
}

Output：

Student [name=null, age=0]

因为用的无参构造器，没有传入参数，所以name为null，age为0；

1⃣️：使用构造器引用之后，无参构造

public class Main {
public static void main(String[] args) {
//用造器引用之后，无参构造
Supplier<Student> sup = Student::new;
Student stu1 = sup.get();
System.out.println(stu1);
}

2⃣️:没有用构造器引用之前，一个参数的有参构造

class Test{
public static void main(String []args) {
Function<Integer, Student> fun = (age) -> new Student(age);
Student stu1 = fun.apply(18);
System.out.println(stu1);
}
}

Output:

Student [name=null, age=18]

2⃣️：使用构造器引用之后，一个参数的有参构造

class Test{
public static void main(String []args) {
Function<Integer, Student> fun = Student::new;
Student stu1 = fun.apply(18);
System.out.println(stu1);
}
}

3⃣️：未使用构造器引用之前，两个参数的有参构造

class Test{
public static void main(String []args) {
BiFunction<String,Integer, Student> fun = (name,age) ->new Student(name,age);
Student stu1 = fun.apply("xiaowang",18);
System.out.println(stu1);
}
}

Output:

Student [name=xiaowang, age=18]

3⃣️：使用构造器引用之后，两个参数的有参构造

class Test{
public static void main(String []args) {
BiFunction<String,Integer,Student> fun = Student::new;
Student stu1 = fun.apply("xiaowang",18);
System.out.println(stu1);
}
}

三种构造引用：

Supplier<Student> sup = Student::new;
Function<Integer, Student> fun = Student::new;
BiFunction<String,Integer, Student> fun = Student::new;

注意⚠️：

• 构造引用中，等号后面统一格式

  类名::new

• 构造引用中，创建对象时我们需要传入的参数都在接口中

比如，我们看一下BiFunction接口的源码：

@FunctionalInterface
public interface BiFunction<T, U, R> {

/**
* Applies this function to the given arguments.
*
* @param t the first function argument
* @param u the second function argument
* @return the function result
*/
R apply(T t, U u);

}

• 在BiFunction<T, U, R>接口中,我们需要三个参数T，U，R，与上文例子对应，T就是String，U就是Integer，R就是Student。
• 在接口的

  R apply(T t, U u);

  方法中，我们可以接受两个分别参数，分别为T类型的t和U类型的u，并且返回一个参数R。与上文例子对应，t就是String类型的name，U就是Integer类型的age，R就是Student。

当然我们也可以自定义接口：

@FunctionalInterface
interface MyInterface<S>{
public S show(String n,int a);
}

• 在MyInterface< S>接口中，我们需要一个参数S，在下文中S就是Student。
• 在接口的

  S show(String n,int a)

  方法中，我们可以接受两个参数n和a，并返回参数S。其中n就是name，a就是age，S就是Student。

public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyInterface<Student> m = Student::new;
Student stu = m.show("xiaowang",20);
System.out.println(stu);
}
}

推荐阅读：

1. 【四种内部类讲解】：https://blog.csdn.net/sinat_37003267/article/details/80058544
2. 【深入学习Java8中的函数式接口】：https://www.geek-share.com/detail/2712138948.html
3. 【在Java中的函数】https://blog.csdn.net/weixin_44551646/article/details/95369228