はるか昔にAndroidアプリを開発していたときはJava 1.6を使っており、当時はラムダ式などはなく無名クラスを実装するしかなかった。Javaを書くのはそれ以来なので、ラムダ式やメソッド参照を確実に理解しておきたい。

関数型インターフェイス

ラムダ式の前に関数型インターフェイスを理解する必要がある。関数型インターフェイスは実装すべきメソッドが1つだけのインターフェイスだ。

interface Function {
  R apply(T t);
}

java.util.functionパッケージに汎用的な関数型インターフェイスが定義されており、以下のような命名規則に従っている。

さらに、引数を2つ受け取る場合はBiFunctionのようにBi*というprefixがつき、特定の型を扱う場合はIntConsumerというように型名がくっつく。

ラムダ式

関数型インターフェイスを実装する際に、以前のように無名クラスを定義する代わりに以下のようにラムダ式を渡せる。

以下の2つのコードは同じ結果になる。

Arrays.sort(words, (a, b) -> a.compareTo(b));

Arrays.sort(words, new Comparator<String>() {
  public int compare(String a, String b) {
    return a.compareTo(b);
  }
});

Comparatorインターフェイスもcompareしか抽象メソッドをもたない関数型インターフェイスで、compareの実装部分をラムダ式として渡すことができる。

ラムダ式を定義する際にただメソッドを呼び出しているだけの場合、メソッド参照を使うことでさらに簡潔に書けるようになる。

上記の例だと、ラムダ式はただcompareTo()を呼び出しているだけなので、メソッド参照を使って下のように書ける。

Arrays.sort(words, String::compareTo);

メソッド参照は4種類ある。以下の2つ並んだコードはいずれも同じ結果になる。

Stream.of("1", "2").map(text -> Integer.valueOf(text));

Stream.of("1", "2").map(Integer::valueOf);

Stream.of("java", "ruby").forEach(lang -> System.out.println(lang));

Stream.of("java", "ruby").forEach(System.out::println);

Stream.of("java", "ruby").map(lang -> lang.toUpperCase());

Stream.of("java", "ruby").map(String::toUpperCase);

Stream.of("java", "ruby").map(lang -> new StringBuilder.new(lang));

Stream.of("java", "ruby").map(StringBuilder::new);

関数型インターフェイスや4種類のメソッド参照を理解できると、Stream#collectが理解できてくる。下のコードは同じ結果になる。

Stream.of("java", "ruby").collect(
  () -> new ArrayList<>(),
  (list, lang) -> list.add(lang),
  (list1, list2) -> list1.addAll(list2)
);

Stream.of("java", "ruby").collect(ArrayList::new, ArrayList::add, ArrayList::addAll);

collectの引数は順にSupplier, BiConsumer, BiConsumerとなっている。上述のとおり、Supplierは引数を受け取らず、今回だとArrayListを返す。BiConsumerはBiとあるとおり2つの引数を受け取り、戻り値がない。
collectの第一引数ではコンストラクタへの参照を利用し、第二、第三引数ではラムダ式の引数に対するインスタンスメソッドへの参照を応用している。