【Lambda】函数式编程

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2025-10-16

什么是Lambda

Lambda的本质是一种匿名函数，比如，在Python里面，要对一个列表按照元素的某个特定属性进行排序，使用Lambda表达式可以非常简洁。假设有一个包含字典的列表，每个字典表示一个学生，包含“name”和“score”两个键值对，现在要根据学生的分数对列表进行排序，示例代码如下：

students = [{'name': 'Alice','score': 85}, {'name': 'Bob','score': 78}, {'name': 'Charlie','score': 92}]
sorted_students = sorted(students, key=lambda student: student['score'])
print(sorted_students)

这段代码中，student: student['score']就是一个Lambda表达式，定义排序规则，根据学生的 “score” 进行排序。对比传统的代码实现，需要先定义一个命名函数来实现排序逻辑，Lambda表达式更加简洁明了，直接在需要的地方嵌入排序逻辑，不需要额外的函数定义。

Java中如何体现

传统代码实现

在java8之前，如果要将接口实现参数化，只能通过匿名内部类。

Runnable r1 = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("传统方式");
    }
};

Lambda实现

Java 8 引入的 Lambda 表达式后，将接口实现代码直接作为参数传递。

Runnable r2 = () -> System.out.println("Lambda方式");

代码量减少60%，关键是逻辑更加清晰简洁。

函数式接口

问题来了，那是不是所有的接口，都可以将其接口方法实现作为参数使用Lambada进行传递，答案是否。只有能够作为参数传递的接口称作函数式接口。

Lambda 要求函数式接口是单抽象方法接口，什么意思呢？就是这个接口只有一个抽象方法。以上面的Runnable接口为例，我们看看其接口在jdk中的定义：

package java.lang;

/**
 * Represents an operation that does not return a result.
 *
 * <p> This is a {@linkplain java.util.function functional interface}
 * whose functional method is {@link #run()}.
 *
 * @author  Arthur van Hoff
 * @see     java.util.concurrent.Callable
 * @since   1.0
 */
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * Runs this operation.
     */
    void run();
}

从jkd中的定义，除了这个接口只有一个抽象方法之外，发现这个接口还有一个@FunctionalInterface 注解，这个注解的作用就是定义和限制，假设你的接口有两个抽象方法，如果加上这个注解，就会编译不通过，因为不符合函数式接口的规范。

Java内置函数式接口

Java内置了 java.util.function 包提供标准接口。下面列举几个编程中常用的。

Consumer<T>：消费型接口，没有返回值，仅仅对传入的参数进行处理，如list.forEach(System.out::println)，会对列表中的每个元素执行打印操作。
Function<T, R>：转换型接口，接收一个类型为T的参数，并返回类型为R的结果，如Function<String, Integer> len = s -> s.length();，用于将字符串转换为其长度。
Predicate<T>：判断型接口，接收一个参数并返回布尔值，用于条件判断和过滤操作，如list.stream().filter(s -> s.startsWith("A"))，筛选出以 “A” 开头的元素。
Supplier<T>：返回型接口，没有参数传入，但是能够返回具体的结果，常用于生产提供类场景。

(String a, String b) -> a.compareTo(b)可简写为(a, b) -> a.compareTo(b)，减少冗余的类型声明，使代码更加简洁，得益于编译器自动推导参数类型。
只有一个参数的时候，参数括号可以省略，(x) -> x*2等价于x -> x*2。

函数式编程带来的问题

调试难
当Lambda表达式出现异常时，调试信息不直观，不能快速定位问题所在。例如，在一个复杂的Lambda表达式中进行数据库查询操作，如果出现SQL语法错误，堆栈跟踪信息可能只显示lambda，无法明确告知或者展示具体的错误位置。
可读性陷进
如果代码超过3行，需谨慎使用Lambda，逻辑变得复杂时，过多的Lambda嵌套或过长的表达式会使代码可读性急剧下降，避免省掉一行代码，Debug三天。
闭包限制
除了final修饰的外部变量，其与外部变量无法在Lambda表达式中访问，会引发编译错误。即在Lambda表达式中，不能随意修改外部作用域中的变量，例如：

    int num = 10;
    Runnable r = () -> {
        // num++;  // 编译错误
        System.out.println(num);
    };

Lambda可以使降低代码的同时也使代码更加简洁，特别适合那些临时、轻量的逻辑处理场景，让开发者能够更聚焦于业务逻辑本身，而不是繁琐的函数定义。