Java Lambda介紹

介紹

背後結合了 函數式編程（Functional Programming） 與 物件導向 的概念。它跟 C# 的 delegate 類似，但底層實作方式不同

Lambda 模板

(parameters) -> { statement }

使用心法

• 只有一行可以省略 {} 和 return
• 儘量搭配 Stream API 做資料處理
• 避免在 Lambda 裡寫太複雜的邏輯，保持簡潔

方法參考（Method Reference）

方法參考是 Java 8 引入的一種 簡化 Lambda 表達式的語法 當 Lambda 的內容只是「直接呼叫某個已存在的方法」時，可以用 :: 替代

//靜態方法參考----------------------------
public class Utils {
    public static boolean isPositive(int x) {
        return x > 0;
    }
}
//執行
Predicate<Integer> p = Utils::isPositive;
// 相當於：x -> Utils.isPositive(x)
System.out.println(p.test(10)); // true

//物件實例方法參考----------------------------
public class Printer {
    public void print(String s) {
        System.out.println(">> " + s);
    }
}
//執行
Printer printer = new Printer();
Consumer<String> c = printer::print;
// 相當於：s -> printer.print(s)
c.accept("Hello");

//類別的實例方法參考（重點）----------------------------
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
list.forEach(System.out::println);
// 相當於：s -> System.out.println(s)
//or
BiPredicate<String, String> equals = String::equals;
// 相當於：(a, b) -> a.equals(b)

//建構子參考----------------------------
Supplier<List<String>> listSupplier = ArrayList::new;
List<String> list = listSupplier.get(); // new ArrayList()

關於類別的實例方法參考

為什麼能用在 list.forEach(System.out::println)？

• forEach 方法需要一個 Consumer<T> 介面實作。
• Consumer<T> 是一個 函式式介面，定義方法：

  void accept(T t);
  

• System.out::println 實際上是「指向 PrintStream 物件的 println 方法」的方法參考，

• 它的簽名跟 Consumer<String> 的 accept(String) 一致，
  因此可以視為一個 Consumer<String> 實例（底層由 JVM 幫你轉換）。

• System.out::println 是一個方法參考（method reference），符合 Lambda 所要求的函式介面（Consumer）的單一抽象方法簽名。
• 它本質上是符合 Consumer<String> 的實作，可以賦值給該介面型態的變數或參數。

自轉轉換的條件

JVM（編譯器）自動轉換的條件：

• 只要 你的目標類型是 Functional Interface，且Lambda 表達式或方法參考的簽名（參數和回傳型態）符合該介面唯一抽象方法的簽名

詳細說明：

• 函式介面（Functional Interface）：必須有且只有一個抽象方法

• Lambda 表達式或方法參考：編譯器會檢查它們的參數與回傳型態，是否可以對應介面方法

• 只要匹配，就會自動幫你轉換成該介面的實例

BiPredicate<String, String> equals = String::equals說明

BiPredicate<T, U> 介面有一個抽象方法

//`BiPredicate<T, U>` 介面有一個抽象方法
boolean test(T t, U u);

//執行
boolean result1 = equals.test("hello", "hello"); // true
boolean result2 = equals.test("hello", "world"); // false

小結

類型	語法	參考範例	解釋
靜態方法	Class::staticMethod	Math::abs	x -> Math.abs(x)
特定物件方法	object::instanceMethod	System.out::println	x -> System.out.println(x)
類別實例方法	Class::instanceMethod	String::toUpperCase	x -> x.toUpperCase()
類別實例方法（二參）	String::equals	(a, b) -> a.equals(b)
建構子	Class::new	ArrayList::new	() -> new ArrayList<>()

Lambda 表達式的限制與注意事項

• 無法直接丟 checked exception（需 try-catch 包起來或改成 unchecked）
• 不可使用非 final 或 effectively final 的外部區域變數（closure 限制）

int x = 10;
Runnable r = () -> {
    // x++; //  編譯錯誤
    System.out.println(x); //  ok，因為 x 未被修改
};

Function<String, String> f = s -> {
    Thread.sleep(1000); //  sleep 會丟 InterruptedException（checked）
    return s;
};

Lambda 中只能使用 “final 或 effectively final” 的變數

• Java 為了確保 Lambda 是 可安全封閉（closure），不允許修改外部區域變數。

• 雖然你沒加 final，但只要沒改變它，Java 編譯器會自動視為 effectively final。

• 一旦你想做 x++，它就不是 final，會 編譯錯誤。

Lambda 表達式中不能直接丟出 checked exception（受檢例外），除非顯式處理

Java 的內建函數式介面（像 Function<T, R>）方法簽章並未宣告 throws

• 所以你不能丟出任何 checked exception，否則會編譯錯。
• 若你真的需要，可以：
  • 包 try-catch（如上）
  • 使用自定義會 throws 的函數式介面（例如 ThrowingFunction<T, R>）

Thread.sleep

public static void sleep(long millis) throws InterruptedException