Java中的函数式编程

下面是Java中函数式编程的完整攻略及示例。

函数式编程概述

函数式编程是一种编程范式，其核心思想是把计算机运算看作是数学上的函数计算。函数式编程的一个关键特点是它支持高阶函数，即函数可以作为另一个函数的参数或返回值。Java 8引入了Lambda表达式和函数式接口，使得Java也支持函数式编程。

Lambda表达式

Lambda表达式是Java 8引入的一个新特性，它是一种匿名函数，可以传递给其他方法作为参数。Lambda表达式由以下部分组成：

(parameters) -> expression

其中，parameters是参数列表，可以省略类型，如(int x, int y)可以写成(x, y)；expression是Lambda体，可以是单个表达式或多个语句块，如{ return x + y; }。

下面是一个简单的Lambda表达式示例：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numbers.forEach(n -> System.out.println(n));

上述代码创建了一个整数列表并遍历了它。Lambda表达式n -> System.out.println(n)作为参数传递给了forEach方法，它将列表中的每个元素打印到控制台上。

函数式接口

函数式接口是只有一个抽象方法的接口。Java 8中有很多内置的函数式接口，比如Function、Predicate、Consumer等。在Java中，可以使用@FunctionalInterface注解来标记函数式接口。如果一个接口被标记为函数式接口，但实际上它有超过一个的抽象方法，则编译器会报错。

下面是一个使用函数式接口的示例：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                                    .filter(n -> n % 2 == 0)
                                    .collect(Collectors.toList());

上述代码创建了一个整数列表并使用Lambda表达式过滤出其中的偶数。filter方法接收一个Predicate函数式接口作为参数，它用于测试每个元素是否符合条件。最后，使用collect方法将过滤后的元素收集到一个新的列表中。

示例1

下面是一个计算列表中所有偶数的和的示例：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.stream()
                 .filter(n -> n % 2 == 0)
                 .reduce(0, (a, b) -> a + b);
System.out.println("Sum of even numbers: " + sum);

上述代码使用stream方法创建一个流，然后使用filter方法过滤出其中的偶数。最后，使用reduce方法计算所有偶数的和。其中，第一个参数0是起始值，第二个参数是一个函数式接口(a, b) -> a + b，它将每个元素加起来得到最终的和。

示例2

下面是一个将字符串列表中的元素按照首字母排序的示例：

List<String> names = Arrays.asList("John", "Bob", "Alice", "David");
names.sort((a, b) -> a.charAt(0) - b.charAt(0));
System.out.println("Sorted names: " + names);

上述代码使用sort方法对字符串列表进行排序。排序使用了一个Lambda表达式(a, b) -> a.charAt(0) - b.charAt(0)，它比较两个字符串的首字母。

总结

函数式编程是一种强大的编程范式，能够使代码更加简洁、易读。Java 8引入了Lambda表达式和函数式接口，使得Java也能够支持函数式编程。在使用Lambda表达式和函数式接口时，要注意它们的参数和返回值类型，以及是否符合函数式接口的定义。