Java Lambda表達式的使用

隨著Java 8的發布，Lambda表達式成為Java編程語言中最重要的新特性之一。Lambda表達式提供了編寫更為簡潔、靈活的代碼的方式，同時也讓Java語言更加現代化。本文將全面介紹Java Lambda表達式的使用。

一、Lambda表達式的概念

Lambda表達式是一種匿名函數，它將方法作為一等公民（first-class citizen）。在Java中，Lambda表達式可以替換一些繁瑣的代碼，例如使用匿名內部類來實現單一方法介面。

Lambda表達式的基本格式如下：

(parameters) -> expression

或者

(parameters) -> { statements; }

其中：

• parameters：參數列表
• ->：Lambda表達式的分隔符
• expression/ statements：Lambda表達式的方法體

Lambda表達式可以有0個或多個參數，參數類型可以顯式聲明，也可以根據上下文推斷。如果一個Lambda表達式的方法體包含了多條語句，需要使用大括弧將方法體括起來。如果方法體只有一條語句，可以省略大括弧。Lambda表達式的返回值類型會根據上下文自動推斷。

二、Lambda表達式的用法

1. 作為參數

在Java編程中，Lambda表達式通常用於函數式介面，即只有一個抽象方法的介面。Lambda表達式可以被賦予一個函數式介面類型的變數，被當作參數傳遞給方法，或者作為返回值。

代碼示例：

首先定義一個函數式介面：

interface MyFunctionalInterface {
    void method();
}

使用Lambda表達式作為參數傳遞給方法：

public class LambdaAsParamExample {
    public static void main(String[] args) {
        doSomething(() -> System.out.println("do something"));
    }
    public static void doSomething(MyFunctionalInterface myFuncInterface) {
        myFuncInterface.method();
    }
}

這個例子中，使用Lambda表達式作為參數傳遞給了doSomething方法。Lambda表達式替換了一個匿名內部類。

2. 替代匿名內部類

在Java 8之前，在某些情況下需要使用匿名內部類來實現一個介面中的單一抽象方法。Lambda表達式可以讓我們寫出更為簡潔的代碼。

代碼示例：

首先定義一個函數式介面：

interface MyFunctionalInterface {
    void method();
}

使用Lambda表達式替換匿名內部類：

MyFunctionalInterface myFuncInterface = () -> System.out.println("do something");

這個例子中，使用Lambda表達式替代了匿名內部類。對於只有一個抽象方法的介面，在使用匿名內部類時，通常都需要重寫這個抽象方法，而使用Lambda表達式時則只需要寫出方法體即可。這樣做的好處在於，代碼更為簡潔、易讀。

3. 使用Stream API

Stream API是Java 8中新增的API，可以讓我們更方便地操作集合等數據結構。Lambda表達式在Stream API中起到了至關重要的作用。

代碼示例：

首先定義一個學生類：

class Student {
    private String name;
    private int age;
    private int score;
    public Student(String name, int age, int score) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
    }
    // getter and setter methods
    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 int getScore() {
        return score;
    }
    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }
    // toString() method
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", score=" + score +
                '}';
    }
}

使用Lambda表達式過濾出學生列表中成績大於60分的學生：

public class LambdaAndStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> studentList = Arrays.asList(
                new Student("Tom", 18, 70),
                new Student("Jerry", 19, 58),
                new Student("Lily", 17, 90),
                new Student("Lucy", 18, 64)
        );
        List<Student> collect =
                studentList.stream().filter(student -> student.getScore() > 60).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }
}

這個例子中，使用Lambda表達式過濾出了成績大於60分的學生。使用Lambda表達式可以大大減少代碼量和閱讀難度。

三、Lambda表達式的注意事項

1. Lambda表達式不是匿名類的實例

Lambda表達式與匿名類有相似之處，但也有不同。Lambda表達式不是匿名類的實例，其底層實現使用了invokedynamic指令。

2. Lambda表達式只能用於函數式介面

Lambda表達式只能用於函數式介面，即只有一個抽象方法的介面。當然，介面中可以有默認方法，靜態方法等，但只有一個抽象方法是必須的條件。

3. Lambda表達式可以訪問自由變數

自由變數是在Lambda表達式中引用的變數，但是其在Lambda表達式中沒有被聲明。Lambda表達式可以讀取、修改自由變數。

4. Lambda表達式可以有可變長參數

Java中的Lambda表達式可以有可變長參數，其可變長參數會自動被包裝成數組類型。

四、總結

本文詳細介紹了Java Lambda表達式的使用方法。Lambda表達式可以使代碼更為簡潔、靈活，也能讓Java語言更加現代化。雖然Lambda表達式不是匿名類的實例，但可以用於替換匿名內部類的使用。它不僅可以作為函數式介面的方法實現，也可以作為參數、返回值等。同時，Lambda表達式只能用於函數式介面，在使用時需要注意自由變數、可變長參數等問題。