Java Lambda表达式和函数式接口的使用

# 1. 简介

## 1.1 什么是Lambda表达式

Lambda表达式是一种匿名函数的表示法，可以在代码中以更简洁和直观的方式表示函数式接口的实例。它在Java 8中引入，并成为Java编程语言中的一个重要特性。

**示例代码:**

// 传统的匿名内部类
Runnable runnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello, Lambda!");
    }
};

// 使用Lambda表达式
Runnable runnable = () -> {
    System.out.println("Hello, Lambda!");
};

在上面的代码示例中，我们可以看到使用Lambda表达式可以更直接地定义一个`Runnable`接口的实例，而不需要显式地创建一个匿名内部类。

## 1.2 为什么要使用Lambda表达式

Lambda表达式的引入使得Java可以更接近函数式编程的风格，提供了一种更简洁和灵活的方式来处理函数式接口。相比传统的方式，Lambda表达式可以使代码更加紧凑，且更加易读和易维护。

另外，Lambda表达式还能够带来一些性能上的优势，如延迟执行、并行处理等，这对于一些需要高效处理大数据集合或并发编程的场景非常有用。

## 1.3 函数式接口的概念和作用

函数式接口是Java 8中新增的一种接口类型，它只包含一个抽象方法。函数式接口的引入是为了支持Lambda表达式的使用，因为Lambda表达式的参数类型和返回值类型与函数式接口的抽象方法相匹配。

函数式接口在Java中具有特殊的作用，可以被Lambda表达式和方法引用来实现。Java标准库中已经定义了一些常见的函数式接口，如`Predicate`、`Consumer`、`Function`和`Supplier`等，它们可以分别用于判断、消费、转换和提供数据的场景。

函数式接口的概念和作用对于理解Lambda表达式和函数式编程在Java中的应用至关重要。

**示例代码：**

@FunctionalInterface
interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
}

Predicate<Integer> evenNumberPredicate = n -> n % 2 == 0;
boolean isEven = evenNumberPredicate.test(4); // true

在上述示例中，我们定义了一个函数式接口`Predicate`，并使用Lambda表达式定义了该接口的一个实例`evenNumberPredicate`。接着，我们调用`test()`方法验证一个整数是否为偶数，并得到了预期的结果。

到这里，我们已经完成了第一章节的内容，接下来将继续介绍Lambda表达式的基本语法。

# 2. Lambda表达式的基本语法

Lambda表达式是Java 8引入的一个重要特性，可以用更简洁的方式编写函数式代码。Lambda表达式可以被认为是一种匿名函数，它没有名称，但可以被赋值给一个函数式接口的变量。

### 2.1 Lambda表达式的语法格式

Lambda表达式的语法格式如下：

(parameters) -> expression

或

(parameters) -> { statements; }

其中，parameters是 Lambda 表达式的参数列表，可以是0个或多个参数。expression是一个表达式，是Lambda体的返回值。如果Lambda体不需要返回值，则可以省略 expression。statements是一个代码块，可以包含多行代码，如果Lambda体有多个语句，则需要用大括号{}将它们括起来。

### 2.2 Lambda表达式的参数和返回值

Lambda表达式的参数和返回值的类型可以由编译器自动推断出来，也可以显式地指定参数类型。例如：

(int x, int y) -> x + y

在这个例子中，参数x和y的类型被推断为int，Lambda体中的代码会将x和y相加并返回结果。

### 2.3 Lambda表达式的变量捕获

Lambda表达式可以访问外部的局部变量和参数，这就是所谓的变量捕获。被Lambda表达式访问的局部变量和参数必须是final或者是实际上的final（即虽然没有声明为final，但在Lambda表达式中没有被改变）。

下面是一个示例代码，展示了Lambda表达式的基本语法和变量捕获：

public class LambdaExample {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 10;
        int y = 20;
        // Lambda表达式访问外部的局部变量x和参数y
        MyInterface sum = (a, b) -> {
            int result = a + b + x + y;
            return result;
        };
        int result = sum.calculate(5, 7);
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

interface MyInterface {
    int calculate(int a, int b);
}

在上面的代码中，定义了一个函数式接口`MyInterface`，它有一个`calculate`方法用于计算两个整数的和。Lambda表达式`(a, b) -> a + b + x + y`将参数a、b和外部的局部变量x、y相加，并返回结果。最后，在`main`方法中通过调用`calculate`方法来使