基础知识

方法和Lambda

Scala和Groovy等语言的实践已经证明，让方法等概念作为一等值可以扩充程序员的工具库，从而让编程变得更容易。一旦程序员熟悉了这个强大的功能，就再也不愿意使用没有这一功能的语言了。因此，Java 8的设计者决定允许方法作为值，让编程更轻松。此外，让方法作为值也构成了其他若干Java 8功能(如Stream)的基础。

介绍的Java 8的第一个新功能是方法引用。比方说，想要筛选一个目录中的所有隐藏文件。需要编写一个方法，然后给它一个File,它就会告诉你文件是不是隐藏的。幸好，File类里面有一个叫作isHidden的方法。可以把它看作一个函数，接受一个File,返回一个布尔值。但要用它做筛选，需要把它包在一个FileFilter对象里，然后传递给File.listFiles方法，如下所示：

	File[] hiddenFiles = new File(".").listFiles(new FileFilter() {public boolean accept(File file) {return file.isHidden();}});

虽然只有三行，但这三行可真够绕的。“非得这样不可吗?”已经有一个方法isHidden可以使用，为什么非得把它包在一个啰嗦的FileFilter类里面再实例化呢?因为在Java 8之前必须这么做!
如今在Java 8里，可以把代码重写成这个样子：

File[] hiddenFiles = new File(".").listFiles(File::isHidden);

已经有了函数isHidden,因此只需用Java 8的方法引用：:语法(即“把这个方法作为值”)将其传给listFiles方法；请注意，开始用函数代表方法了。稍后会解释这个机制是如何工作的。一个好处是，代码现在读起来更接近问题的陈述了。方法不再是二等值了。与用对象引用传递对象类似(对象引用是用new创建的),在Java 8里写下File::isHidden的时候，就创建了一个方法引用，同样可以传递它。只要方法中有代码(方法中的可执行部分),那么用方法引用就可以传递代码。下图说明了这一概念：

Lambda——匿名函数
除了允许(命名)函数成为一等值外，Java 8还体现了更广义的将函数作为值的思想，包括Lambda"(或匿名函数)。比如，现在可以写(int x) -> x+1,表示“调用时给定参数x,就返回x+1值的函数”。可能会想这有什么必要呢?因为可以在MyMathsUtils类里面定义一个add1方法，然后写MyMathsUtils::add1嘛!确实是可以，但要是没有方便的方法和类可用，新的Lambda语法更简洁。使用这些概念的程序为函数式编程风格，这句话的意思是“编写把函数作为一等值来传递的程序。”。

传递代码：一个例子

来看一个例子，看看它是如何帮助写程序的。假设有一个Apple类，它有一个getColor方法，还有一个变量inventory保存着一个Apples的列表。想要选出所有的绿苹果，并返回一个列表。通常用筛选(filter)一词来表达这个概念。在Java 8之前，可能会写这样一个方法filterGreenApples:

	public static List<Apple> filterGreenApples(List<Apple> inventory) {List<Apple> result = new ArrayList<>();for (Apple apple: inventory){if("green".equals(apple.getcolor())) {result.add(apple);}}//高亮显示的代码会仅仅选出绿苹果return result;}

但是接下来，有人可能想要选出重的苹果，比如超过150克，于是写了下面这个方法：

public static List<Apple> filterHeavyApples(List<Apple> inventory){List<Apple> result = new ArrayList<>();for (Apple apple: inventory){if(apple.getWeight() > 150){这里高亮显示的代码会result.add(apple);仅仅选出重的苹果}}return result;
}

软件工程中复制粘贴的危险——给一个做了更新和修正，却忘了另一个。这两个方法只有一行不同：if里面的那行条件。如果这两个方法之间的差异仅仅是接受的重量范围不同，那么只要把接受的重量上下限作为参数传递给filter就行了，比如指定(150,1000)来选出重的苹果(超过150克),或者指定(0,80)来选出轻的苹果(低于80克)。

但是，前面提过了，Java8会把条件代码作为参数传递进去，这样可以避免filter方法出现重复的代码。现在可以写：

	public static boolean isGreenApple(Apple apple) {return "green".equals(apple.getcolor());public static boolean isHeavyApple(Apple apple) {return apple.getWeight() > 150;)public interface Predicate<T> { //写出来是为了清晰(平常只要从java.util.function导入就可以了)boolean test(T t);}static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, Predicate<Apple> p) {List<Apple> result = new ArrayList<>();for (Apple apple: inventory){if (p.test(apple)){result.add(apple);}}return result;}

要用它的话，可以写：

filterApples(inventory, Apple::isGreenApple);
或者
filterApples(inventory, Apple::isHeavyApple);

	什么是谓词?前面的代码传递了方法`Apple::isGreenApple`(它接受参数`Apple`并返回一个`boolean`)给`filterApples`,后者则希望接受一个`Predicate<Apple>`参数。谓词(predicate)在数学上常常用来代表一个类似函数的东西，它接受一个参数值，并返回true或false。在后面会看到，Java8也会允许写Function<Apple, Boolean>——在学校学过函数却没学过谓词的读者对此可能更熟悉，但用Predicate<Apple>是更标准的方式，效率也会更高一点儿，这避免了把boolean封装在Boolean里面。

从传递方法到Lambda

把方法作为值来传递显然很有用，但要是为类似于isHeavyApple和isGreenApple这种可能只用一两次的短方法写一堆定义有点儿烦人。不过Java 8也解决了这个问题，它引入了一套新记法(匿名函数或Lambda)：

filterApples(inventory, (Apple a) -> "green".equals(a.getcolor()));

或者

filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150);

甚至

filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() < 80 || "brown".equals(a.getcolor()));

甚至都不需要为只用一次的方法写定义；代码更干净、更清晰，因为用不着去找自己到底传递了什么代码。要是Lambda的长度多于几行(它的行为也不是一目了然)的话，那还是应该用方法引用来指向一个有描述性名称的方法，而不是使用匿名的Lambda。应该以代码的清晰度为准绳。

迄今为止谈到的函数式编程竟然如此强大。本来，Java加上filter和几个相关的东西作为通用库方法就足以让人满意了，比如

static <T> Collection<T> filter(Collection<T> c, Predicate<T> p);

这样甚至都不需要写filterApples了，因为比如先前的调用

filterApples(inventory, (Apple a)-> a.getWeight() > 150);

就可以直接调用库方法filter:

filter(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150);

但是，为了更好地利用并行，Java的设计师没有这么做。Java 8中有一整套新的类集合API——Stream,它有一套函数式程序员熟悉的、类似于filter的操作，比如map、reduce,还有在Collections和streams之间做转换的方法。