Java Lambda表达式与函数式编程

# 1. 介绍

## 1.1 什么是Lambda表达式
Lambda表达式是Java 8引入的一项新特性，它允许我们以更简洁的方式来编写函数式代码。Lambda表达式本质上是一个匿名函数，可以被作为一个变量传递给其他方法或存储在数据结构中。通过Lambda表达式，我们可以将函数作为一等公民来操作，使代码更加灵活、可读性更高。

## 1.2 为什么Lambda表达式是重要的
Lambda表达式的引入使得Java编程语言在函数式编程方面更加强大和灵活。它不仅可以简化代码的编写和阅读，还可以提高代码的性能，尤其在多线程和并行编程中具有巨大的优势。Lambda表达式与函数式接口的结合，使得开发者可以使用更多的函数式编程特性，编写出更加简洁和优雅的代码。

## 1.3 Lambda表达式的基本语法
Lambda表达式的基本语法包含以下几个部分：

### 参数列表
Lambda表达式可以有零个或多个参数，多个参数之间用逗号分隔。如果没有参数，可以省略参数列表的括号。

### 箭头符号
箭头符号"->"将参数列表和Lambda表达式的主体部分分隔开。

### Lambda表达式的主体部分
主体部分可以是一个表达式，也可以是一段代码块。如果是一段代码块，需要用花括号括起来，并且有返回值的话，需要使用"return"关键字。

下面是一些示例：

// 无参数示例
() -> System.out.println("Hello World");

// 一个参数示例
name -> System.out.println("Hello " + name);

// 多个参数示例
(a, b) -> {
    int sum = a + b;
    System.out.println("Sum: " + sum);
    return sum;
};

Lambda表达式的编写简单而灵活，通过灵活地使用参数列表和主体部分，开发者可以根据实际需求编写出各种不同形式的Lambda表达式。

# 2. 函数式接口

函数式接口是使用Lambda表达式和函数式编程的基础，它定义了仅包含一个抽象方法的接口。Java中的函数式接口使用@FunctionalInterface注解来标识，这样编译器就可以检查该接口是否符合函数式接口的要求。

函数式接口的定义形式如下：

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    void myMethod(); // 抽象方法
}

通过Lambda表达式，我们可以用简洁的方式实现这个抽象方法。下面是几个Java中常见的函数式接口：

1. Consumer接口：代表了接受一个输入参数并且没有返回值的操作。
2. Supplier接口：代表了一个输出。
3. Function接口：代表了接受一个输入参数并且产生一个结果的操作。
4. Predicate接口：代表了一个断言，用于判断给定的输入是否满足某个条件。

我们也可以自定义函数式接口，只需要遵循以下要求：
- 接口中只包含一个抽象方法。
- 可以包含若干个默认方法和静态方法。

自定义函数式接口的例子如下：

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
    void doSomething();

    default void doSomethingElse() {
        // 默认方法的实现
    }

    static void doStaticMethod() {
        // 静态方法的实现
    }
}

函数式接口的好处在于可以以Lambda表达式的方式传递代码块，并在需要的时候执行这个代码块。下面我们将以实例的方式来演示使用Lambda表达式和函数式接口的场景。

# 3. Lambda表达式的应用

Lambda表达式是Java中一个非常强大的特性，它可以极大地简化代码，提高开发效率。在本章中，我们将深入探讨Lambda表达式的应用，包括其使用场景、编写简洁的代码以及与集合框架的结合。

#### 3.1 Lambda表达式的使用场景

Lambda表达式通常用于简化使用函数式接口的代码。在需要传递函数作为参数的场景下，Lambda表达式可以提高代码的可读性和简洁性，尤其是在集合类的操作中，如筛选、映射、归约等操作。

#### 3.2 如何使用Lambda表达式编写简洁的代码

使用Lambda表达式可以显著减少冗余代码，使代码更加简洁和易读。它可以取代匿名内部类，在代码中直接定义函数体，减少了样板代码的编写，同时也提高了代码的可维护性。

// 使用匿名内部类
new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("执行线程任务");
    }
}).start();

// 使用Lambda表达式
new Thread(() -> System.out.println("执行线程任务")).start();

#### 3.3 Lambda表达式与集合框架的结合

Lambda表达式与集合框架的结合可以显著简化集合操作的代码。例如，在对集合进行筛选或者转换时，使用Lambda表达式可以使代码更加精炼和易懂。

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

// 使用Lambda表达式筛选偶数并打印
numbers.stream()
       .f