Java中的Java 8新特性：Lambda表达式详解

1. 背景与问题描述

在Java 8之前，如果需要对一个集合或数组进行自定义操作（如排序、过滤等），通常需要编写匿名内部类。这种方式代码冗长且可读性差。例如，用匿名内部类实现一个Runnable：

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello World");
    }
}).start();

Java 8引入Lambda表达式，允许将函数作为方法参数，简化代码编写。

2. Lambda表达式的基本语法

Lambda表达式由三部分组成：

• 参数列表：对应抽象方法的参数，如(int a, int b)。
• 箭头符号：->，分隔参数和主体。
• 表达式主体：可以是单行代码（无需{}和return）或代码块（需{}和return）。

语法格式：

(parameters) -> expression
或
(parameters) -> { statements; }

示例：

1. 无参数：() -> System.out.println("Hello")
2. 单参数：(s) -> System.out.println(s)（参数类型可省略）
3. 多参数：(a, b) -> a + b（返回两数之和）

3. Lambda表达式的核心条件

Lambda表达式必须与函数式接口（Functional Interface）配合使用。

• 函数式接口：仅包含一个抽象方法的接口（如Runnable、Comparator）。
• Java 8提供@FunctionalInterface注解标记此类接口，例如：

@FunctionalInterface
interface MathOperation {
    int operate(int a, int b);
}

4. Lambda表达式的使用步骤

步骤1：定义函数式接口

@FunctionalInterface
interface Greeting {
    void sayHello(String name);
}

步骤2：使用Lambda实现接口

// 传统匿名内部类
Greeting g1 = new Greeting() {
    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello " + name);
    }
};

// Lambda表达式简化
Greeting g2 = (name) -> System.out.println("Hello " + name);

步骤3：调用方法

g2.sayHello("Alice"); // 输出：Hello Alice

5. Lambda表达式的类型推断

Java编译器能根据上下文自动推断参数类型，因此可以省略类型声明：

// 完整写法
MathOperation add = (int a, int b) -> a + b;

// 简化写法（类型推断）
MathOperation add = (a, b) -> a + b;

6. Lambda表达式的应用场景

场景1：替代匿名内部类（如线程创建）

// 传统方式
new Thread(new Runnable() { ... }).start();

// Lambda方式
new Thread(() -> System.out.println("线程运行")).start();

场景2：集合操作（结合Stream API）

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
list.forEach(s -> System.out.println(s)); // 遍历输出

场景3：自定义排序

List<String> names = Arrays.asList("Tom", "Alice", "Bob");
// 按字符串长度排序
names.sort((s1, s2) -> s1.length() - s2.length());

7. Lambda表达式与方法引用的关系

方法引用是Lambda的简写形式，例如：

// Lambda写法
list.forEach(s -> System.out.println(s));

// 方法引用写法
list.forEach(System.out::println);

方法引用适用于直接调用已有方法的情况（详见已讲题目《方法引用》）。

8. 注意事项

1. 变量捕获：Lambda可访问外部final或等效final（未被修改）的局部变量。
2. this关键字：Lambda内的this指向外部类，而非Lambda本身。
3. 代码简洁性：避免在Lambda中编写复杂逻辑，应保持简洁。

总结

Lambda表达式通过简化函数式接口的实现，大幅提升代码可读性和简洁性。其核心是与函数式接口绑定，并利用类型推断减少冗余代码。结合Stream API，Lambda成为现代Java函数式编程的基石。