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本文主要記錄自己學習Java8的歷程，方便大家一起探討和自己的備忘。因為本人也是剛剛開始學習Java8，所以文中肯定有錯誤和理解偏差的地方，希望大家幫忙指出，我會持續修改和優化。本文是該系列的第一篇，主要介紹Java8對屌絲碼農最有吸引力的一個特性—lambda表示式。

java8的安裝

工欲善其器必先利其器，首先安裝JDK8。過程省略，大家應該都可以自己搞定。但是有一點這裡強調一下（Windows系統）：目前我們工作的版本一般是java 6或者java 7，所以很多人安裝java8基本都是學習為主。這樣就在自己的機器上會存在多版本的JDK。而且大家一般是希望在命令列中執行java命令是基於老版本的jdk。但是在安裝完jdk8並且沒有設定path的情況下，你如果在命令列中輸入：java -version，螢幕上會顯示是jdk 8。這是因為jdk8安裝的時候，會預設在C:/Windows/System32中增加java.exe，這個呼叫的優先順序比path設定要高。所以即使path裡指定是老版本的jdk，但是執行java命令顯示的依然是新版本的jdk。這裡我們要做的就是刪除C:/Windows/System32中的java.exe檔案（不要手抖！）。

Lambda初體驗

下面進入本文的正題–lambda表示式。首先我們看一下什麼是lambda表示式。以下是維基百科上對於”Lambda expression”的解釋：

 a function (or a subroutine) defined, and possibly called, without being bound to an identifier。

簡單點說就是：一個不用被繫結到一個識別符號上，並且可能被呼叫的函式。這個解釋還不夠通俗，lambda表示式可以這樣定義（不精確，自己的理解）：一段帶有輸入引數的可執行語句塊。這樣就比較好理解了吧？一例勝千言。有讀者反饋：不理解Stream的含義，所以這裡先提供一個沒用stream的lambda表示式的例子。

//這裡省略list的構造
List<String> names = ...;
Collections.sort(names, (o1, o2) -> o1.compareTo(o2));

//這裡省略list的構造
List<String> names = ...;
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
  @Override
  public int compare(String o1, String o2) {
    return o1.compareTo(o2);
  }
});

上面兩段程式碼分別是：使用lambda表示式來排序和使用匿名內部類來排序。這個例子可以很明顯的看出lambda表示式簡化程式碼的效果。接下來展示lambda表示式和其好基友Stream的配合。

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
List<String> lowercaseNames = names.stream().map((String name) -> {return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());

這段程式碼就是對一個字串的列表，把其中包含的每個字串都轉換成全小寫的字串（熟悉Groovy和Scala的同學肯定會感覺很親切）。注意程式碼第四行的map方法呼叫，這裡map方法就是接受了一個lambda表示式（其實是一個java.util.function.Function的例項，後面會介紹）。

為什麼需要Lambda表示式呢？在嘗試回答這個問題之前，我們先看看在Java8之前，如果我們想做上面程式碼的操作應該怎麼辦。

先看看普通青年的程式碼：

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
List<String> lowercaseNames = new ArrayList<>();
for (String name : names) {
  lowercaseNames.add(name.toLowerCase());
}

接下來看看文藝青年的程式碼（藉助Guava）：

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
List<String> lowercaseNames = FluentIterable.from(names).transform(new Function<String, String>() {
  @Override
  public String apply(String name) {
    return name.toLowerCase();
  }
}).toList();

在此，我們不再討論普通青年和文藝青年的程式碼風格孰優孰劣（有興趣的可以去google搜尋“指令式程式設計vs宣告式程式設計”）。本人更加喜歡宣告式的程式設計風格，所以偏好文藝青年的寫法。但是在文藝青年程式碼初看起來看起來干擾資訊有點多，Function匿名類的構造語法稍稍有點冗長。所以Java8的lambda表示式給我們提供了建立SAM（Single Abstract Method）介面更加簡單的語法糖。

Lambda語法詳解

我們在此抽象一下lambda表示式的一般語法：

(Type1 param1, Type2 param2, ..., TypeN paramN) -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

從lambda表示式的一般語法可以看出來，還是挺符合上面給出的非精確版本的定義–“一段帶有輸入引數的可執行語句塊”。

上面的lambda表示式語法可以認為是最全的版本，寫起來還是稍稍有些繁瑣。彆著急，下面陸續介紹一下lambda表示式的各種簡化版：

1. 引數型別省略–絕大多數情況，編譯器都可以從上下文環境中推斷出lambda表示式的引數型別。這樣lambda表示式就變成了：

(param1,param2, ..., paramN) -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

所以我們最開始的例子就變成了（省略了List的建立）：

List<String> lowercaseNames = names.stream().map((name) -> {return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());

2. 當lambda表示式的引數個數只有一個，可以省略小括號。lambda表示式簡寫為：

param1 -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

所以最開始的例子再次簡化為：

List<String> lowercaseNames = names.stream().map(name -> {return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());

3. 當lambda表示式只包含一條語句時，可以省略大括號、return和語句結尾的分號。lambda表示式簡化為：

param1 -> statment

所以最開始的例子再次簡化為：

List<String> lowercaseNames = names.stream().map(name -> name.toLowerCase()).collect(Collectors.toList());

4. 使用Method Reference(具體語法後面介紹)

//注意，這段程式碼在Idea 13.0.2中顯示有錯誤，但是可以正常執行
List<String> lowercaseNames = names.stream().map(String::toLowerCase).collect(Collectors.toList());

Lambda表示式眼中的外部世界

我們前面所有的介紹，感覺上lambda表示式像一個閉關鎖國的傢伙，可以訪問給它傳遞的引數，也能自己內部定義變數。但是卻從來沒看到其訪問它外部的變數。是不是lambda表示式不能訪問其外部變數？我們可以這樣想：lambda表示式其實是快速建立SAM介面的語法糖，原先的SAM介面都可以訪問介面外部變數，lambda表示式肯定也是可以（不但可以，在java8中還做了一個小小的升級，後面會介紹）。

String[] array = {"a", "b", "c"};
for(Integer i : Lists.newArrayList(1,2,3)){
  Stream.of(array).map(item -> Strings.padEnd(item, i, '@')).forEach(System.out::println);
}

上面的這個例子中，map中的lambda表示式訪問外部變數Integer i。並且可以訪問外部變數是lambda表示式的一個重要特性，這樣我們可以看出來lambda表示式的三個重要組成部分：

• 輸入引數
• 可執行語句
• 存放外部變數的空間

不過lambda表示式訪問外部變數有一個非常重要的限制：變數不可變（只是引用不可變，而不是真正的不可變）。

String[] array = {"a", "b", "c"};
for(int i = 1; i<4; i++){
  Stream.of(array).map(item -> Strings.padEnd(item, i, '@')).forEach(System.out::println);
}

上面的程式碼，會報編譯錯誤。因為變數i被lambda表示式引用，所以編譯器會隱式的把其當成final來處理（ps：大家可以想象問什麼上一個例子不報錯，而這個報錯。）細心的讀者肯定會發現不對啊，以前java的匿名內部類在訪問外部變數的時候，外部變數必須用final修飾。Bingo，在java8對這個限制做了優化（前面說的小小優化），可以不用顯示使用final修飾，但是編譯器隱式當成final來處理。

lambda眼中的this

在lambda中，this不是指向lambda表示式產生的那個SAM物件，而是宣告它的外部物件。

方法引用（Method reference）和構造器引用（construct reference）

方法引用

前面介紹lambda表示式簡化的時候，已經看過方法引用的身影了。方法引用可以在某些條件成立的情況下，更加簡化lambda表示式的宣告。方法引用語法格式有以下三種：

• objectName::instanceMethod
• ClassName::staticMethod
• ClassName::instanceMethod

前兩種方式類似，等同於把lambda表示式的引數直接當成instanceMethod|staticMethod的引數來呼叫。比如System.out::println等同於x->System.out.println(x)；Math::max等同於(x, y)->Math.max(x,y)。

最後一種方式，等同於把lambda表示式的第一個引數當成instanceMethod的目標物件，其他剩餘引數當成該方法的引數。比如String::toLowerCase等同於x->x.toLowerCase()。

構造器引用

構造器引用語法如下：ClassName::new，把lambda表示式的引數當成ClassName構造器的引數 。例如BigDecimal::new等同於x->new BigDecimal(x)。

吐槽一下方法引用

表面上看起來方法引用和構造器引用進一步簡化了lambda表示式的書寫，但是個人覺得這方面沒有Scala的下劃線語法更加通用。比較才能看出，翠花，上程式碼！

List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("TaoBao");
names.add("ZhiFuBao");
names.stream().map(name -> name.charAt(0)).collect(Collectors.toList());

上面的這段程式碼就是給定一個String型別的List，獲取每個String的首字母，並將其組合成新的List。這段程式碼就沒辦法使用方法引用來簡化。接下來，我們簡單對比一下Scala的下劃線語法（不必太糾結Scala的語法，這裡只是做個對比）：

//省略List的初始化
List[String] names = ....
names.map(_.charAt(0))

在Scala中基本不用寫lambda表示式的引數宣告。

引用文件

1. 《Java SE 8 for the Really Impatient》
2. Java 8 Tutorial
3. Java 8 API doc