函數式接口

Java 中已經有很多封裝代碼塊的接口，如 ActionListener 或 Comparator。 lambda 表達式與這些接口是兼容的。對于只有一個抽象方法的接口， 需要這種接口的對象時， 就可以提供一個 lambda 表達式。這種接口稱為函數式接口（ functional interface ) 。

為什么函數式接口必須有一個抽象方法。不是接口中的所有方法都是抽象的嗎？ 實際上，接口完全有可能重新聲明 Object 類的方法， 如 toString 或 clone, 這些聲明有可能會讓方法不再是抽象的。（ Java API 中的一些接口會重新聲明 Object 方法 來附加 javadoc 注釋。Comparator API 就是這樣一個例子。）更重要的是， 正如 6.1.5 節所述， 在 JavaSE 8 中， 接口可以聲明非抽象方法。

最好把 lambda 表達式看作是一 個函數，而不是一個對象， 另外要接受 lambda 表達式可以傳遞到函數式接口。 lambda 表達式可以轉換為接口， 這一點讓 lambda 表達式很有吸引力。具體的語法很簡短。

實際上，在 Java 中， 對 lambda 表達式所能做的也只是能轉換為函數式接口。在其他支持函數字面量的程序設計語言中，可以聲明函數類型（如（String, String) -> int) 、 聲明這些類型的變量，還可以使用變量保存函數表達式。不過，Java 設計者還是決定保持我們熟悉的接口概念， 沒有為 Java 語言增加函數類型。

甚至不能把 lambda 表達式賦值給類型為 Object 的變量，Object 不是一個函數式接口。

Java API 在 java.util.function 包中定義了很多非常通用的函數式接口。其中一個接口 BiFunction<T,U,R> 描述了參數類型為 T 和 U 而且返回類型為 R 的函數。可以把我們的字符串比較 lambda 表達式保存在這個類型的變量中：

BiFunction<String,String,Integer> comp = (first,second) -> first.length() - second.length();

類似 Comparator 的接口往往有一個特定的用途， 而不只是提供一個有指定參數和返回類型的方法。Java SE 8 沿襲了這種思路。想要用 lambda 表達式做某些處理，還是要謹記表達式的用途，為它建立一個特定的函數式接口。

java.util.function 包中有一個尤其有用的接口 Predicate:

public interface Predicate<T>
{
boolean test(T t);
// Additional default and static methods
}

ArrayList 類有一個 removelf 方法， 它的參數就是一個 Predicate 。這個接口專門用來傳遞 lambda 表達式。例如，下面的語句將從一個數組列表刪除所有 null 值： list.removelf(e -> e == null);

方法引用

有時， 可能已經有現成的方法可以完成你想要傳遞到其他代碼的某個動作。例如，假設你希望只要出現一個定時器事件就打印這個事件對象。 當然，為此也可以調用:

Timer t = new Timer(1000, event -> System.out .println(event)):

但是，如果直接把 println 方法傳遞到 Timer 構造器就更好了。具體做法如下：

Timer t = new Timer(1000, System.out::println);

表達式 System.out::println 是一個方法引用（ method reference ), 它等價于 lambda 表達式

x -> System.out.println(x) 。

再來看一個例子，假設你想對字符串排序，而不考慮字母的大小寫。可以傳遞以下方法表達式：

Arrays.sort(strings , String::compareToIgnoreCase)

從這些例子可以看出， 要用 :: 操作符分隔方法名與對象或類名。主要有 3 種情況：

• object::instanceMethod
• Class::staticMethod
• Class::instanceMethod

在前 2 種情況中，方法引用等價于提供方法參數的 lambda 表達式。前面已經提到的，System.out::println等價于 x -> System.out.println(x) 。類似地，Math::pow 等價于(x , y) -> Math.pow(x , y)。

對于第 3 種情況， 第 1 個參數會成為方法的目標。例如，
String::compareToIgnoreCase 等同于 (x, y) -> x.compareToIgnoreCase(y) 。

如果有多個同名的重栽方法， 編譯器就會嘗試從上下文中找出你指的那一個方法。 例如， Math.max 方法有兩個版本， 一個用于整數， 另一個用于 double 值。選擇哪一個版本取決于 Math::max 轉換為哪個函數式接口的方法參數。 類似于 lambda 表達式，方法引用不能獨立存在，總是會轉換為函數式接口的實例。

可以在方法引用中使用 this 參數。例如，this::equals 等同于 x -> this.equals(x) 。 使用 super 也是合法的。 下面的方法表達式：

super::instanceMethod

使用 this 作為目標，會調用給定方法的超類版本。

class Greeter{
  public void greet(){
  System.out.println("Hello, world!");
  }
}
class TimedGreeter extends Greeter{
  public void greet(){
      Timer t = new Timer(1000, super::greet);
    t.start();
  }
}

TimedGreeter.greet 方法開始執行時，會構造一個 Timer, 它會在每次定時器滴答時執行 super::greet 方法。這個方法會調用超類的 greet 方法。

構造器引用

構造器引用與方法引用很類似，只不過方法名為 new 。例如，Person::new 是 Person 構造器的一個引用。哪一個構造器呢？ 這取決于上下文。假設你有一個字符串列表。可以把它轉換為一個 Person 對象數組，為此要在各個字符串上調用構造器，調用如下：

ArrayList names = . . .; 
Stream stream = names.stream().map(Person::new); 
List people = stream.collect(Collectors.toList()); 

map 方法會為各個列表元素調用 Person(String) 構造器。如果有多個 Person 構造器， 編譯器會選擇有一個 String 參數的構造器， 因為它從上下文推導出這是在對一個字符串調用構造器。

可以用數組類型建立構造器引用。例如， int[]::new 是一個構造器引用，它有一個參數： 即數組的長度。這等價于 lambda 表達式 x -> new int[x] ;

Java 有一個限制，無法構造泛型類型 T 的數組。數組構造器引用對于克服這個限制很有用。表達式 new T[n] 會產生錯誤，因為這會改為 new Object[n] 。 對于開發類庫的人來說，這是一個問題。例如，假設我們需要一個 Person 對象數組。Stream 接口有一個 toArray 方法可以返回 Object 數組：

Object[] people = stream.toArray();

不過，這并不讓人滿意。用戶希望得到一個 Person 引用數組，而不是 Object 引用數組。 流庫利用構造器引用解決了這個問題。可以把 Person[]::new 傳入 toArray 方法：

Person[] people = stream.toArray(Person[]::new);

toArray 方法調用這個構造器來得到一個正確類型的數組。然后填充這個數組并返回。