摸索Java语言与JVM中的Lambda表达式
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Lambda表达式是自Java SE 5引入泛型以来最重大的Java语言新特性，本文是2012年度最后一期Java Magazine中的一篇文章，它先容了Lamdba的设计初志，应用场景与根基语法。(2013.01.07最后更新)
Lambda表达式，这个名字由该项目标专家组选定，描写了一种新的函数式编程布局，这个即将呈此刻Java SE 8中的新特性正被各人火急地期待着。有时你也会听到人们利用诸如闭包，函数直接量，匿名函数，及SAM(Single Abstract Method)这样的术语。个中一些术语互相之间会有一些细微的差异，但根基上它们都指代沟通的成果。
固然一开始会以为Lambda表达式看起来很生疏，但很容易就能把握它。并且为了编写可完全操作现代多核CPU的应用措施，把握Lambda表达式是至关重要的。
需要紧记的一个要害观念就是，Lambda表达式是一个很小且能被看成数据举办通报的函数。需要把握的第二个观念就是，领略荟萃工具是如安在内部举办遍历的，这种遍历差异于当前已有的外部顺序化遍历。
在本文中，我们将向你展示Lambda表达式背后的动因，应用示例，虽然，尚有它的语法。
为什么你需要Lambda表达式
措施员需要Lambda表达式的原因主要有三个：
1. 更紧凑的代码
2. 通过提供特另外成果对要领的成果举办修改的本领
3. 更好地支持多核处理惩罚
更紧凑的代码
Lambda表达式以一种简捷的方法去实现仅有一个要领的Java类。
譬喻，假如代码中有大量的匿名内部类–诸如用于UI应用中的监听器与处理惩罚器实现，以及用于并发应用中的Callable与Runnable实现–在利用了Lambda表达式之后，将使代码变得很是短，且更易于领略。
修改要领的本领
有时，要领不具备我们想要的一些成果。譬喻，Collection接口中的contains()要领只有当传入的工具确实存在于该荟萃工具中时才会返回true。但我们无法去过问该要领的成果，好比，若利用差异的巨细写方案也可以认为正在查找的字符串存在于这个荟萃工具中，我们但愿此时contains()要领也能返回true。
简朴点儿说，我们所期望做的就是"将我们本身的新代码传入"已有的要领中，然后再挪用这个传进去的代码。Lambda表达式提供了一种很好的途径来代表这种被传入已有要领且应该还会被回调的代码。
更好地支持多核处理惩罚
当今的CPU具备多个内核。这就意味着，多线程措施可以或许真正地被并行执行，这完全差异于在单核CPU中利用时间共享这种方法。通过在Java中支持函数式编程语法，Lambda表达式能辅佐你编写简朴的代码去高效地应用这些CPU内核。
譬喻，你可以或许并行地操控大荟萃工具，通过操作并行编程模式，如过滤、映射和化简(后头将会很快打仗到这些模式)，就可利用到CPU中所有可用的硬件线程。
Lambda表达式概览
在前面提到的利用差异巨细写方案查找字符串的例子中，我们想做的就是把要领toLowerCase()的暗示法作为第二个参数传入到contains()要领中，为此需要做如下的事情：
1. 找到一种途径，可将代码片段看成一个值(某种工具)举办处理惩罚
2. 找到一种途径，将上述代码片段通报给一个变量
换言之，我们需要将一个措施逻辑包装到某个工具中，而且该工具可以被举办通报。为了说的更详细点儿，让我们来看两个根基的Lambda表达式的例子，它们都是可以被现有的Java代码举办替换的。
过滤
你想通报的代码片段大概就是过滤器，这是一个很好的示例。譬喻，假设你正在利用(Java SE 7预览版中的)java.io.FileFilter去确定目次是否附属于给定的路径，如清单1所示，
清单1
File dir = new File("/an/interesting/location/");
FileFilter directoryFilter = new FileFilter() {
public boolean accept(File file) {
return file.isDirectory();
}
};
File[] directories = dir.listFiles(directoryFilter);
在利用Lambda表达式之后，代码会获得极大的简化，如清单2所示，
清单2
File dir = new File("/an/interesting/location/");
FileFilter directoryFilter = (File f) -> f.isDirectory();
File[] directories = dir.listFiles(directoryFilter);
赋值表达式的左边会推导出范例(FileFilter)，右边则看起来像FileFilter接口中accept()要领的一个缩小版，该要了解接管一个File工具，在鉴定f.isDirectory()之后返回一个布尔值。
实际上，由于Lambda表达式操作了范例推导，基于后头的事情道理，我们还可以进一步简化上述代码。编译器知道FileFilter只有独一的要领accept()，所以它肯定是该要领的实现。我们还知，accept()要领只需要一个File范例的参数。因此，f肯定是File范例的。如清单3所示，
清单3
File dir = new File("/an/interesting/location/");
File[] directories = dir.listFiles(f -> f.isDirectory());
你可以看到，利用Lambda表达式会大幅低落模板代码的数量。
一旦你习惯于利用Lambda表达式，它会使逻辑流程变得很是易于阅读。在到达这一目标的要害要领之一就是将过滤逻辑置于利用该逻辑的要领的侧边。
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事件处理惩罚器
UI措施是另一个大量利用匿名内部类的规模。让我们将一个点击监听器赋给一个按钮，如清单4所示，
清单4
Button button = new Button();
button.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
ui.showSomething();
}
});
这何等代码无非是说"当点击该按钮时，挪用该要领"。利用Lambda表达式就可写出如清单5所示的代码，
清单5
ActionListener listener = event -> {ui.showSomething();};
button.addActionListener(listener);
该监听器在须要时可被复用，但假如它仅需被利用一次，清单6中的代码则思量了一种很好的方法。
清单6
button.addActionListener(event -> {ui.showSomething();});
在这个例子中，这种利用特别花括号的语法有些离奇，但这是必需的，因为actionPerformed()要领返回的是void，后头我们会看到与此有关的更多内容。
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此刻让我们转而存眷Lambda表达式在编写处理惩罚荟萃工具的新式代码中所饰演的脚色，尤其是当针对两种编程气势气魄，外部遍历与内部遍历，之间的转换的时候。
外部遍历 vs. 内部遍历
到今朝为止，处理惩罚Java荟萃工具的尺度方法是通过外部遍历。之所以称其为外部遍历，是因为要利用荟萃工具外部的节制流程去遍历荟萃所包括的元素。这种传统的处理惩罚荟萃的方法为大都Java措施员所熟知，尽量他们并不知道或不利用外部遍历这个术语。
如清单7所示，Java语言为加强的for轮回结构了一个外部迭代器，并利用这个迭代器去遍历荟萃工具，
清单7
List<String> myStrings = getMyStrings();
for (String myString : myStrings) {
if (myString.contains(possible))
System.out.println(myString + " contains " + possible);
}
利用这种要领，荟萃类代表着全部元素的一个"整体"视图，而且该荟萃工具还能支持对任意元素的随时机见，措施员大概会有这种需求。
基于这种概念，可通过挪用iterator()要领去遍历荟萃工具，该要领将返回荟萃元素范例的迭代器，该迭代器是针对同一荟萃工具的更具限制性的视图。它没有为随时机见袒露任何接口；相反，它纯粹是为了顺序地会见荟萃元素而设计的。这种顺序天性使恰当你试图并发地会见荟萃工具时就会造成污名昭著的ConcurrentModificationException。
另一种可选的方案就是要求荟萃工具要可以或许在内部打点迭代器(或轮回)，这种方案就是内部遍历，当利用Lambda表达式时会优先选择内部遍历。
除了新的Lambda表达式语法以外，Lambda项目还包罗一个颠末大幅进级的荟萃框架类库。这次进级的目标是为了能更易于编写利用内部遍历的代码，以支持一系列众所周知的函数式编程规范。
查察本栏目
利用Lambda的函数式编程
曾经，大大都开拓者发明他们需要荟萃可以或许执行如下一种或几种操纵：
1. 建设一个新的荟萃工具，但要过滤掉不切合条件的元素。
2. 对荟萃中的元素逐一举办转化，并利用转化后的荟萃。
3. 建设荟萃中所有元素的某个属性的总体值，譬喻，合计值与平均值。这样的任务(别离称之为过滤，映射和化简)具有共通的要点：它们都需要处理惩罚荟萃中的每个元素。
措施无论是鉴定某个元素是否存在，或是判定元素是否切合某个条件(过滤)，或是将元素转化成新元素并生成新荟萃(映射)，或是计较总体值(化简)，要害道理就是"措施必需处理惩罚到荟萃中的每个元素"。
这就体现我们需要一种简朴的途径去暗示用于内部遍历的措施。幸运地是，Java SE 8为此类暗示法提供了构建语句块。
Java SE 8中支持根基函数式编程的类
Java SE 8中的一些类意在被用于实现前述的函数式规范，这些类包罗Predicate，Mapper和Block–虽然，尚有其它的一些类–它们都在一个新的java.util.functions包中。
看看Predicate类的更多细节，该类常被用于实现过滤算法；将它浸染于一个荟萃，以返回一个包括有切合谓语条件元素的新荟萃。作甚谓语，有许多种表明。Java SE 8认为谓语是一个依据其变量的值来鉴定真或假的要领。
再思量一下我们之前看过的一个例子。给定一个字符串的荟萃，我们想鉴定它是否包括有指定的字符串，但但愿字符串的较量是巨细写不敏感的。
在Java SE 7中，我们将需要利用外部遍历，其代码将如清单8所示，
清单8
public void printMatchedStrings(List<String> myStrings) {
List<String> out = new ArrayList<>();
for (String s: myStrings) {
if (s.equalsIgnoreCase(possible))
out.add(s);
}
log(out);
}
而在即将宣布的Java SE 8中，我们利用Predicate以及Collections类中一个新的助手要领(过滤器)就可写出更为紧凑的措施，如清单9所示，
清单9
public void printMatchedStrings() {
Predicate<String> matched = s -> s.equalsIgnoreCase(possible);
log(myStrings.filter(matched));
}
事实上，假如利用更为通用的函数式编程气势气魄，你只需要写一行代码，如清单10所示，
清单10
public void printMatchedStrings() {
log(myStrings.filter(s -> s.equalsIgnoreCase(possible)));
}
如你所见，代码依然很是的易读，而且我们也体会到了利用内部遍历的长处。
最后，让我们接头一下Lambda表达式语法的更多细节。
Lambda表达式的语礼貌则
Lambda表达式的根基名目是以一个可被接管的参数列表开头，以一些代码(称之为表达式体/body)末了，并以箭头(->)将前两者脱离开。
留意：Lambda表达式的语法仍大概谋面对改变，但在撰写本文的时候，下面示例中所展示的语法是可以或许正常事情的。
Lambda表达式很是倚重范例推导，与Java的其它语法对比，这显得极其差异寻常。
让我们进一步思量之前已经看过的一个示例(请见清单11)。假如看看ActionListener的界说，可以发明它只有一个要领(请见清单12)。
清单11
ActionListener listener = event -> {ui.showSomething();};
清单12
public interface ActionListener {
public void actionPerformed(ActionEvent event);
}
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所以，在清单11右侧的Lambda表达式，可以或许很容易地领略为"这是针对仅声明单个要领的接口的要领界说"。留意，仍然必需要遵守Java静态范例的一般法则；这是使范例推导能正确事情的独一途径。
据此可以发明，利用Lambda表达式可以将先前所写的匿名内部类代码转换更紧凑的代码。
还需要意识到有另一个独特的语法。让我们再回首下上述示例，如清单13所示，
清单13
FileFilter directoryFilter = (File f) -> f.isDirectory();
仅一瞥之，它看起来与ActionListener的示例相似，但让我们看看FileFilter接口的界说(请见清单14)。accept()要了解返回一个布尔值，但并没有一个显式的返回语句。相反，该返回值的范例是从Lambda表达式中推导出来的
清单14
public interface FileFilter {
public boolean accept(File pathname);
}
这就能表明，当要领返回范例为void时，为什么要举办出格处理惩罚了。对付这种景象，Lambda表达式会利用一对特另外花括号去困绕住代码部门(表达式体/body)。若没有这种独特的语法，范例推导将无法正常事情–但你要大白，这一语法大概会被改变。
Lambda表达式的表达式体可以包括多条语句，对付这种景象，表达式体需要被小括号困绕住，但"被推导出的返回范例"这种语法将不启浸染，那么返回范例要害字就必不行少。
最后还需要提醒你的是：当前，IDE好像还不支持Lambda语法，所以当你第一次实验Lambda表达式时，必需要分外留意javac编译器抛出的任何告诫。
结论
Lambda表达式是自Java SE 5引入泛型以来最重大的Java语言新特性。应用恰当，Lambda表达式可使你写出简捷的代码，为已有要领增加特另外成果，并能更好地适应多核处理惩罚器。到今朝为止，我们能必定的是，你正火急地想去实验Lambda表达式，所以咱也别烦琐了…
你可以从Lambda项目标主页中得到包括有Lambda表达式的Java SE 8快照版。同样地，在试用二进制包时，你也应该先阅读一下"Lambda项目状态"的相关文章，可以在此处找到它们。
