Java 函数式编程（Lambda表达式）与Stream API

函数式编程（Functional Programming）是编程范式的一种。最常见的编程范式是命令式编程（Impera Programming），比如面向过程、面向对象编程都属于命令式编程，大家用得最多、最熟悉。函数式编程并非近几年的新技术或新思维，其诞生已有50多年时间。

在函数式编程里面，一切都是数学函数。当然，函数式编程语言里也可以有对象，但这些对象是不可变的——要么是函数参数要么是返回值。函数式编程语言里没有for等循环，而是通过递归、把函数当成参数传递的方式实现循环效果。

简而言之，函数式编程的特点：一切皆函数（称算子？）、一切数据皆不可变，一切计算都是函数作用在不可变数据上产生新不可变数据的过程。

注：Java 8的主要变化（详情可参阅 Java8 新特性）

lambda表达式
函数式接口
方法引用
接口默认方法
Stream
用Optional取代null
新的日志和时间：推荐用Instance代替Date、用LocalDateTime代替Calendar、用DateTimeFormatter代替SimpleDateFormat
CompletableFuture
去除了永久代（PermGen）被元空间（Metaspace）代替

2 Java 8函数式编程（Lambda表达式）

Java 8开始支持函数式编程，其是通过Lambda表达式语法来支持的。

Java SE 8 adds a relatively small number of new language features -- lambda expressions, method references, default and static methods in interfaces, and more widespread use of type inference

2.1 Lambda表达式

Lambda表达式可以看成是对 特定接口的匿名实现类语法 的简写（只是语法上看如是，它们在JVM层面是有明显区别的，见后文），这里的“特定接口”是指函数式接口，若不是函数式接口则传参时若使用Lambda表达式编译器会报错。示例：

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
    }
});//通过匿名内部类创建Runnable接口实现类作为Thread的参数

new Thread(() -> {
});//通过Labmda表达式创建Thread的参数

Comparator<String> c = (s1, s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2);
Comparator<String> c = (String s1, String s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2);
FileFilter java = f -> f.getName().endsWith(".java");
button.addActionListener(e -> ui.dazzle(e.getModifiers()));
Supplier<Runnable> c = () -> () -> { System.out.println("hi"); };
Callable<Integer> c = flag ? (() -> 23) : (() -> 42);

Lambda表达式代替匿名内部类作为函数的参数时，相当于向函数传递了个算子。与匿名内部类相比，Lambda表达式省略了方法名、方法的参数类型有无均可，当然最好不要写类型以由编译器自动推断从而提高灵活性。

2.2 函数式接口

函数式接口：接口中【与Objec的方法签名不同的抽象方法】有且只有一个的接口。

注：

由于java中Object是任意类或接口的父类，故该抽象方法签名不能与Object中的方法一样。可以一样，但此时该方法不会被认为是函数式接口的抽象方法。

接口中可有非抽象方法，如default、static method等。

可在接口上加@FunctionalInterface，此时编译器会检查接口是否符合函数式接口规范。

示例：

    @FunctionalInterface
    public interface CallBack {
        public String run();// 须有且只有一个抽象方法
        public String toString();//允许，但不会被认为是函数式接口的抽象方法，因与Object中的方法的signature一样
        default String getName() {// 允许有default方法
            return "zhangsan";
        }
        public static String getVersion() {// 允许有static方法
            return "1";
        }
    }

Java 8 定义了一系列常用的函数式接口（java.util.function包下），可覆盖绝大多数需求场景，可直接使用这些而不是自己另外定义。主要有：

函数接口	抽象方法	功能	示例
Predicate<T>	boolean test(T t)	根据输入的T值得到布尔值	身高大于177cm？
Supplier<T>	T get()	产生T类型的消息
Consumer<T>	void accept(T t)	消费T类型的消息
Function<T, R>	R apply(T t)	将T类型值转换成R类型值	根据student对象获取名字
BiPredicate<T, U>	boolean test(T t, U u)	根据输入的T、U两值得到布尔值
BiConsumer<T, U>	void accept(T t, U u)	消费T、U两种类型的两个消息
BiFunction<T, R, R>	R apply(T t, U u)	将T、U类型值转成R类型值	两个数乘积
UnaryOperator	T apply(T t)	Function的特例，一元操作	整数取反
BinaryOperator	T apply(T t, T u)	BiFunction的特例，二元操作	两数求和
IntPredicate	boolean test(int t)	Predicate的特例，只不过输入值为int类型
IntSupplier	int getAsInt()	类似于Supplier，只不过返回值为int类型
IntConsumer	void accept(int t)	Consumer的特例，只不过输入轴为int类型
IntFunction<R>	R apply(int t)	Function的特例，只不过输入值为int类型
IntUnaryOperator	int applyAsInt(int operand)	类似于UnaryOperator，只不过输入值为int类型
IntBinaryOperator	int applyAsInt(int left, int right)	类似于BinaryOperator，只不过输入值为int类型
ToIntFunction<T>	int applyAsInt(T t)	类似于Function，只不过返回值为int类型
ToIntBiFunction<T, U>	int applyAsInt(T t, U u)	类似于BiFunction，只不过返回值为int类型
IntToLongFunction	long applyAsLong(int value)	类似于Function，只不过输入和返回值类型分别为int、long

关于上述各函数使用的详细介绍，首推去看源码（也可参阅：Java8新特性指南之函数式接口），这些函数式接口结合Java 8中引入的Stream一起使用能够可以很大程度提高开发者的编码效率。

除了上述几种函数式接口外，还提供了int、long、double 的primitive specializations，如IntSupplier、LongBinaryOperator、LongToDoubleFunction等，其他primitive types的可以转换为这三个primitive types的。详情可参阅 java.util.function 包下的源码。

Lambda表达式和匿名内部类的区别：

匿名内部类编译后编译器会为匿名类也单独生成class文件，lambda表达式则不会。=> lambda表达式中的this的意义跟在表达式外的一样。示例：

 1 public class Hello {
 2   Runnable r1 = () -> { System.out.println(this); }
 3   Runnable r2 = () -> { System.out.println(toString()); }
 4 
 5   public String toString() { return "Hello, world!"; }
 6 
 7   public static void main(String... args) {
 8     new Hello().r1.run();
 9     new Hello().r2.run();
10   }
11 }
12 //结果：输出两个“Hello, world!”
13 //若r1、r2用匿名内部类，则输出的两个结果不同，类似于：Hello$1@5b89a773 and Hello$2@537a7706

meaning of this in lambda