Java基础知识拓展：Lambda表达式与函数式接口

# 1. 介绍Lambda表达式

## 1.1 Lambda表达式概述

在Java编程语言中，Lambda表达式是一种简洁的语法来表示可传递的匿名函数。它没有名称，但有参数列表、函数主体、返回类型，可以赋值给函数式接口类型的变量。

## 1.2 Lambda表达式的语法和写法

Lambda表达式的语法包括参数列表、箭头符号和函数主体，形式为：(parameters) -> expression或(parameters) -> {statements;}

下面是一个简单的Lambda表达式示例：

(int a, int b) -> a + b

## 1.3 Lambda表达式的作用和优势

Lambda表达式主要用于简化代码，特别是对于函数式接口的使用。它可以减少样板代码的编写量，并使代码更加简洁易懂。Lambda表达式的出现，使得Java编程可以更加接近函数式编程的特性，提高了程序的可读性和可维护性。

# 2. 函数式接口

函数式接口是Java 8引入的一个重要概念，它为Lambda表达式提供了基础支持。在本章中，我们将深入介绍函数式接口的定义、特点以及在Java中的应用。

### 2.1 函数式接口的定义和特点

函数式接口是指仅包含一个抽象方法的接口。它的定义非常简单，只需要在接口上添加`@FunctionalInterface`注解即可，编译器会强制检查该接口是否符合函数式接口的标准。

@FunctionalInterface
interface MyFunction {
    void myMethod();
}

函数式接口的特点包括：

- 只能包含一个抽象方法，但可以包含默认方法、静态方法和Object类的方法（如`equals`、`hashCode`等）。
- 可以通过Lambda表达式或方法引用来实例化函数式接口，简化代码的编写。

### 2.2 Java中常见的函数式接口

Java 8提供了大量的函数式接口，以方便开发者使用Lambda表达式。常见的函数式接口包括：

- `Supplier<T>`：提供者接口，用于提供一个T类型的值。
- `Consumer<T>`：消费者接口，用于接受一个T类型的值并处理。
- `Function<T, R>`：函数接口，用于接受一个T类型的参数并返回一个R类型的结果。
- `Predicate<T>`：断言接口，用于对输入的T类型参数进行条件判断。

### 2.3 函数式接口的应用场景

函数式接口在Java中的应用非常广泛，特别是在集合操作、GUI编程、事件处理等领域。通过函数式接口，开发者可以通过Lambda表达式简化代码，提高代码的可读性和可维护性。

在接下来的章节中，我们将深入探讨函数式接口在不同场景下的具体应用和实例。

# 3. Lambda表达式在集合操作中的应用

Lambda表达式在Java中是一种非常强大的工具，特别是在集合操作中能够极大地简化代码和提高可读性。本章将介绍Lambda表达式在集合操作中的具体应用场景和示例代码。

### 3.1 使用Lambda表达式简化集合的遍历操作

在Java中，我们经常需要对集合进行遍历操作，传统的做法是使用迭代器或者增强for循环。而使用Lambda表达式可以更加简洁地实现对集合的遍历。

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "strawberry");

// 传统的遍历方式
for (String fruit : list) {
    System.out.println(fruit);
}

// 使用Lambda表达式进行遍历
list.forEach(fruit -> System.out.println(fruit));

上述示例中，通过Lambda表达式，我们只需要一行代码就能实现集合的遍历操作，代码更加简洁清晰。

### 3.2 使用Lambda表达式实现集合的筛选和映射

除了简化遍历操作，Lambda表达式还可以用于对集合进行筛选和映射，例如筛选出符合某种条件的元素，或者对每个元素进行某种操作。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

// 使用Lambda表达式筛选出偶数
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                                   .filter(num -> num % 2 == 0)
                                   .collect(Collectors.toList());

System.out.println(evenNumbers); // 输出：[2, 4, 6, 8, 10]

// 使用Lambda表达式对每个元素进行平方操作
List<Integer> squaredNumbers = numbers.stream()
                                      .map(num -> num * num)
                                      .collect(Collectors.toList());

System.out.println(squaredNumbers); // 输出：[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

在上面的示例中，我们利用Lambda表达式结合Stream API，