一、函数接口

函数接口是一个具有单个抽象方法的接口，接口设计主要是为了支持 Lambda 表达式和方法引用，使得 Java 能更方便地实现函数式编程风格。

特点和用途：

1. 单一抽象方法：函数接口只能有一个抽象方法，但可以有多个默认方法（default）或静态方法（static）。
2. Lambda 表达式：可以使用函数接口创建 Lambda 表达式，从而简洁地表示匿名函数，例如在集合操作、线程处理等场景中。
3. 方法引用：可以通过函数接口的类型来引用一个已存在的方法，使代码更简洁和可读性更高。

Java 8 提供了几个标准的函数接口，接口通常位于 java.util.function包中。

常见的函数接口：

• Consumer：接收一个输入参数并且不返回结果的操作。

  Consumer<String>printConsumer =str ->System.out.println(str);printConsumer.accept("Hello World!");

• Supplier：不接收参数但是返回结果的提供型接口。

  Supplier<Double>randomSupplier =()->Math.random();System.out.println(randomSupplier.get());

• Function：接收一个输入参数，并返回结果。

  Function<Integer,String>intToString =num ->String.valueOf(num);System.out.println(intToString.apply(123));

• Predicate：接收一个输入参数，并返回一个布尔值结果。

  Predicate<Integer>isEven =num ->num %2==0;System.out.println(isEven.test(5));// false

• UnaryOperator：继承自 Function，表示一元操作符。

  UnaryOperator<Integer>square =num ->num *num;System.out.println(square.apply(5));// 25

自定义函数接口：只需确保接口中只有一个抽象方法即可。

@FunctionalInterfaceinterfaceMyFunctionalInterface{ voidmyMethod();// 允许有默认方法和静态方法defaultvoidanotherMethod(){ System.out.println("Default method");}}// 使用自定义的函数接口MyFunctionalInterfacemyFunc =()->System.out.println("Hello Custom Functional Interface");myFunc.myMethod();myFunc.anotherMethod();

二、Lambda表达式简介

Lambda 表达式可以被视为匿名函数的一种声明方式，允许将函数作为方法参数传递，或者在需要函数式接口的地方使用。

基本结构：

// parameters：参数列表，可以为空或非空// ->：箭头符号，分隔参数列表和Lambda表达式的主体// expression：单行表达式作为 Lambda 主体(parameters)->expression// {  statements; }：代码块作为 Lambda 主体，可以包含多条语句和返回语句(parameters)->{ statements;}

表达式的特点：

1. 简洁性和可读性：Lambda 表达式使代码更为简洁，尤其是在处理函数式接口时，省去了冗余的语法。
2. 函数式编程风格：Lambda 表达式支持函数式编程，可以轻松地进行函数传递、方法引用和流式操作等。
3. 闭包性：Lambda 表达式可以捕获其周围的变量，使得函数式编程中的状态管理更加灵活。

案例：通过 Lambda 表达式为 MathOperation接口的 operation方法提供了四种不同的实现：加法、减法、乘法和除法。

1. 接口的定义：

interfaceMathOperation{ intoperation(inta,intb);}

2. 使用 Lambda 表达式来实现这个接口，以便传递不同的数学运算逻辑：

publicclassLambdaDemo{ publicstaticvoidmain(String[]args){ // Lambda 表达式实现加法MathOperationaddition =(inta,intb)->a +b;System.out.println("10 + 5 = "+operate(10,5,addition));// Lambda 表达式实现减法MathOperationsubtraction =(a,b)->a -b;System.out.println("10 - 5 = "+operate(10,5,subtraction));// Lambda 表达式实现乘法MathOperationmultiplication =(inta,intb)->{ returna *b;};System.out.println("10 * 5 = "+operate(10,5,multiplication));// Lambda 表达式实现除法MathOperationdivision =(a,b)->a /b;System.out.println("10 / 5 = "+operate(10,5,division));}privatestaticintoperate(inta,intb,MathOperationmathOperation){ returnmathOperation.operation(a,b);}}

三、Lambda表达式外部参数

Lambda 表达式有自己特定的作用域规则，可以捕获和访问其周围的变量， 可以随意引用外部变量，但如果外部变量是在当前作用域声明的，则一定不可以进行第二次赋值，哪怕是在 lambda 语句之后。

1. 局部变量：Lambda 表达式可以访问它们所在方法的局部变量，但是这些变量必须是隐式最终或实际上是最终的（final）。这意味着变量一旦赋值后不再改变。Lambda 表达式内部不允许修改这些局部变量的值，否则编译器会报错。

   publicclassLambdaScopeDemo{ publicstaticvoidmain(String[]args){ intnum =10;// 局部变量MathOperationaddition =(inta,intb)->{ // num = 5; // 错误！Lambda 表达式不能修改局部变量的值// 这里访问了局部变量 numreturna +b +num;};System.out.println(addition.operation(5,3));}}

2. 字段：Lambda 表达式可以访问外部类的字段（成员变量），包括实例字段和静态字段。

   publicclassLambdaScopeDemo{ privatestaticintstaticNum;// 静态字段privateintinstanceNum;// 实例字段publicvoidtestLambdaScope(){ MathOperationaddition =(inta,intb)->{ // 访问实例字段和静态字段intresult =a +b +instanceNum +staticNum;returnresult;};System.out.println(addition.operation(5,3));}}

3. 接口的默认方法：Lambda 表达式可以访问接口中定义的默认方法，但不能访问接口中定义的实例字段。

四、Lambda范例

使用Lambda表达式时，常见的场景包括对集合的遍历、排序、过滤以及与函数式接口的结合使用。

常见的Java 8 Lambda表达式示例：

1. 遍历集合

publicstaticvoidmain(String[]args){ List<String>names =newArrayList<>();names.add("Alice");names.add("Bob");names.add("Charlie");// 使用 Lambda 表达式遍历集合names.forEach(name ->System.out.println(name));}

2. 使用函数式接口进行计算

参考：二、Lambda表达式简介

3. 使用函数式接口进行条件过滤

publicstaticvoidmain(String[]args){ List<Integer>numbers =Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);// 使用 Lambda 表达式过滤偶数System.out.println("偶数:");filter(numbers,n ->n %2==0);// 使用 Lambda 表达式过滤大于 5 的数System.out.println("大于 5 的数:");filter(numbers,n ->n >5);}privatestaticvoidfilter(List<Integer>numbers,Predicate<Integer>condition){ for(Integernumber :numbers){ if(condition.test(number)){ System.out.print(number +" ");}}System.out.println();}

4. 使用Comparator进行集合排序

publicstaticvoidmain(String[]args){ List<String>names =newArrayList<>();names.add("Alice");names.add("Bob");names.add("Charlie");// 使用 Lambda 表达式进行排序（根据字符串长度）names.sort((s1,s2)->s1.length()-s2.length());// 输出排序后的结果names.forEach(name ->System.out.println(name));}

5. 使用 Runnable 执行代码块

参考：五、Runnable Lambda表达式

五、Runnable Lambda表达式

使用 Lambda 表达式来简洁地实现 Runnable接口的实例化。Runnable接口是一个函数接口，它只包含一个抽象方法 void run()，用于定义一个可以由线程执行的任务。

1. 匿名内部类（Java 7 及之前）：

Runnablerunnable =newRunnable(){ @Overridepublicvoidrun(){ System.out.println("Running in a separate thread");}};Threadthread =newThread(runnable);thread.start();

2. Lambda 表达式（Java 8+）：

Runnablerunnable =()->{ System.out.println("Running in a separate thread");};Threadthread =newThread(runnable);thread.start();

3. 更简洁的方式：任务非常简单，可以进一步简化，直接将 Lambda 表达式作为参数传递给 Thread的构造函数：

Threadthread =newThread(()->{ System.out.println("Running in a separate thread");});thread.start();

这种方式避免了显式地声明 Runnable变量，使代码更加紧凑和易读。

案例：

publicstaticvoidmain(String[]args){ // 使用 Lambda 表达式创建一个新的线程Threadthread =newThread(()->{ for(inti =0;i <5;i++){ System.out.println("线程执行："+i);try{ Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptione){ e.printStackTrace();}}});// 启动线程thread.start();}

莫道君行早，更有早行人