Java Lambda表達式詳解

隨著Java SE 8的發布，Lambda表達式是最受歡迎的新特性之一。
它是一種匿名函數，允許將功能作為參數傳遞給方法，因此我們可以直接以更簡潔的方式編寫代碼。
下面將介紹Java Lambda表達式的詳細內容。

一、基礎概念

Lambda表達式是一種匿名函數，它沒有名稱和訪問修飾符，並可以被直接傳遞到方法中作為參數。
它是函數式介面的實例。
Lambda 表達式，簡單來說，就是一個方法沒有名稱、參數列表、返回類型的一種簡化表示方式。

舉個例子，我們可以用Lambda表達式來指定Comparable對象的比較方法(Java SE 8之前我們必須為每個對象手動編寫Comparator類)：

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");

Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));

//或

names.sort((a, b) -> b.compareTo(a));

Lambda表達式的語法由參數列表、->符號和函數體組成。
參數列表是在括弧內聲明的，可以為空，也可以包含任意個參數。
->符號分隔參數列表和函數體。
函數體可以是一個表達式或一個代碼塊（由大括弧組成）。

二、Lambda表達式的好處

1. 代碼更加簡潔緊湊

Lambda表達式讓我們可以更加簡單地編寫代碼。
可以少寫許多模板代碼，例如匿名內部類中的訪問外部對象、調用外部方法等。

2. 提高可讀性和可維護性

Lambda 表達式可以有效地減少重複代碼，從而使代碼更加簡潔和易於維護。
當代碼簡潔時，我們可以更加專註於實現功能，而不是花時間理解模板代碼。

3. 利用多核CPU

Lambda表達式特別適用於利用多核CPU的場景。
Java 8中的StreamAPI可以並行處理，而Lambda表達式可以在這種情況下提高性能。

三、Lambda表達式的應用場景

1. Lambda表達式在集合中的應用

Java 8中的Stream介面提供了很多有用的操作，例如map、filter、collect、reduce等。
這些操作通常使用Lambda表達式來指定適當的邏輯。

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");

List<String> longNames = names.stream().filter(n -> n.length() > 4)
                                            .collect(Collectors.toList());

上述代碼創建了一個字元串列表names，並從中獲取值的長度大於4的所有字元串。
然後，使用collect方法將結果收集到一個新列表longNames中。

2. Lambda表達式在GUI事件驅動程序中的應用

Lambda表達式是Java GUI應用程序中常用的一種方式。
例如，當用戶單擊按鈕時，我們可能需要執行某些操作。
我們可以使用Lambda表達式指定應該執行的操作。

JButton jButton = new JButton("Click Me!");

jButton.addActionListener(event -> System.out.println("Button clicked!"));

上述示例創建了一個按鈕，並為其添加了一個操作。
當單擊該按鈕時，系統將在控制台上輸出”Button clicked!”。

3. Lambda表達式在並發編程中的應用

Lambda表達式適用於並發編程。
Java 8的CompletableFuture類中的thenApply方法接收一個Lambda表達式，它可以在非同步計算的結果上進行後續計算。

CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new IllegalStateException(e);
    }
    return "Result of the asynchronous computation";
});

CompletableFuture<String> result = future.thenApply(r -> "Processed result: " + r);

System.out.println(result.get());

上述代碼創建一個非同步計算，並在該計算完成後對其結果進行處理。
在這個例子中，我們通過添加一個字元串來處理非同步結果。然後，將得到的結果列印到控制台。

四、Lambda表達式的限制

Lambda表達式與匿名類之間的區別：
1. Lambda表達式必須實現一個函數式介面，該介面只能有一個抽象方法。
2. 匿名類可以實現任意數量的介面，並且可以包含任意數量的方法。
3. Lambda表達式不能具有與所實現的介面不兼容的方法簽名，因為這違反了函數式介面的定義。

五、結論

Lambda表達式是Java編程語言中非常有用的新特性，它使代碼更加簡潔、易於維護並利用多核CPU。
它可以應用於集合中、GUI事件驅動程序以及並發編程等場景。
需要注意的是，Lambda表達式必須實現函數式介面，且與所實現的介面具有兼容的方法簽名。