ラムダ式

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近年JavaやC#のように関数型言語ではない言語も関数型言語の特徴を取り入れるようになりました。関数型言語では関数をオブジェクトとして変数に代入したりメソッドの引数や戻り値とすることができ、必要なときに関数の手続きを呼び出すことができます。関数オブジェクトは即席的なコールバックとして使われたり、ストラテジパターンのプラガブルなストラテジとして使われたりします。

Javaには関数オブジェクトの仕組みはなかったのですが、即席的なコールバックやストラテジは匿名クラスを使って実現されていました。つまり従来から関数オブジェクトと同じような機能を実現する手段はあったのですが、Java SE8でその枠組みを整備した形になります。ラムダ式はそのうちの1つです。

Javaでは関数オブジェクトの代わりとして匿名クラスを使います。Javaは変数の型定義が必要な言語であることから関数の型を定義するために関数型インタフェースが規定されました。また、匿名クラス全体を記述しなくても関数の処理内容だけを記述できるようにラムダ式が導入されました。（ラムダ式は匿名クラスとほぼ同じですがthisの扱いなど若干の違いがあります。）加えて、ラムダ式を更に省略した形で記述できるメソッド参照も取り入れられました。

この章ではこれらについて見て行きます。

この章で登場する総称型クラスのメソッドの多くの型引数が境界ワイルドカード型として定義されていますが、簡易的に境界ワイルドカードの記述を省略しています（例：<? extends T>を単に<T>と記述）。正確な定義はJava APIドキュメントを参照してください。

匿名クラス

匿名クラスはクラスの定義とインスタンス化を同時に行うことができるため、即席的なコールバックやプラガブルなストラテジを記述するような場合に良く使われます。

メソッドの中やメソッドを呼び出す箇所など式を書ける箇所でクラスの定義とインスタンスの生成を同時に行います。匿名クラスとして生成できるのは定義済みのクラスのサブクラスか定義済みのインタフェースを実装したクラスのいずれかです。あるクラスのサブクラスの匿名クラスを生成する場合は必要なメソッドをオーバーライドし、あるインタフェースを実装した匿名クラスを生成する場合は抽象メソッドを全て実装します。

匿名クラスは通常のクラス定義として書き換えることができますが、その場でしか使わないコードの場合はコードの可読性が上がるというメリットがあります。ただし、あまり複雑な処理を持つクラスを匿名クラスにしてしまうと返って可読性を落としかねないため比較的短いコードの処理を行う場合に向きます。

例

public void someMethod() {
    Runnable r = new Runnable() {  // Runnableインタフェースを実装した匿名クラス
        public void run() {
            // doSomething...
        }
    };
    r.run();
}

匿名クラスは明示的なコンストラクタを持つことができません。その代わりにインスタンスイニシャライザを記述することができ、インスタンスフィールドを定義することもできます。

例

public void someMethod() {
    Runnable r1 = new Runnable() {
        String name;
        {
            name = "hogehoge";
        }
        public void run() {
            System.out.println(name);
        }
    }
}

関数型インタフェース（Java SE 8～）

匿名クラスを関数オブジェクトのように扱うために関数の型を表すための特殊なインタフェースが規定されました。それが関数型インタフェースです。関数型インタフェースでは抽象メソッドが1つだけに限定され、その抽象メソッドの引数と戻り値が関数の型として利用されます。

関数型インタフェースの条件

関数型インタフェースは定義されている抽象メソッドが1つだけのインタフェースです。唯一の抽象メソッドの他にクラスメソッドやデフォルトメソッドは持っていても構いません。また、インタフェースのスーパータイプである Objectのメソッドをオーバーライドした抽象メソッドがあっても構いません。（abstract String toString(); など）

関数型インタフェースの条件に一致するインタフェースは従来からありました（java.util.Comparatorやjava.lang.Runnableなど）。Java SE8からこの条件に一致するインタフェースを関数型インタフェースと呼ぶようになりました。

関数型インタフェースを定義する

前述の関数型インタフェースの条件を満たせば、独自に関数型インタフェースを定義することができます。インタフェースの定義の仕方は通常のインタフェースと全く同じです。その際にインタフェース定義に @FunctionalInterfaceアノテーションを付けると、コンパイラが関数型インタフェースの条件を満たしているかどうかチェックをしてくれます。そのため独自に関数型インタフェースを定義する際には必ず@FunctionalInterfaceアノテーションを付けるようにします。

標準で用意されている関数型インタフェース

ラムダ式やメソッド参照の受け渡しを行いたいときに毎回独自に関数型インタフェースを定義するのは面倒です。良く使われる標準的な関数型インタフェースが java.util.functionパッケージに用意されています。標準で用意されている関数型インタフェースに合致するものがあれば極力それを使うべきです。そうすることによって関数型インタフェースを独自に定義する手間を省くと共に、コードの読み手も理解し易くなります。また、標準で用意されている関数型インタフェースの多くはデフォルトメソッドを持っていて、それらを利用することもできます。

java.util.functionパッケージには大別して次のような関数型インタフェースが用意されています。（T、U、R は総称型の型引数を表します）

標準で用意されている総称型の関数型インタフェース
引数	戻り値	インタフェース	メソッド	概要
なし	T	Supplier	get	引数なしで戻り値を返します。（supply：供給する）
T	なし	Consumer	accept	引数一つ受け取り、戻り値は返しません。（consume：消費する）
T、U	なし	BiConsumer	accept	引数二つ受け取り、戻り値は返しません。（bi：二つ）
T	boolean	Predicate	test	引数一つ受け取り、boolean を返します。（predicate：断定する）
T、U	boolean	BiPredicate	test	引数二つ受け取り、boolean を返します。
T	R	Function	apply	引数一つ受け取り、任意の型の戻り値を返します。引数と戻り値が同じ型でも構いませんが、同じ型の場合は別のインタフェースも用意されています。
T、U	R	BiFunction	apply	引数二つ受け取り、任意の型の戻り値を返します。引数と戻り値と全て同じ型でも構いませんが、同じ型の場合は別のインタフェースも用意されています。
T	T	UnaryOperator	apply	引数一つ受け取り、同じ型の戻り値を返します。（unary：単項の）
T、T	T	BinaryOperator	apply	引数二つ受け取り、同じ型の戻り値を返します。（binary：二項の）

上の表では引数、戻り値が総称型の型引数となっていますが、それぞれプリミティブ型に置き換えた関数型インタフェースも用意されています。例えばSupplierの場合は次のようになります。インタフェース名とメソッド名にプリミティブ型を表す名前が付け加えられています。

標準で用意されているプリミティブ型の関数型インタフェース（例：Supplierの場合）
引数	戻り値	インタフェース	メソッド	概要
なし	boolean	BooleanSupplier	getAsBoolean	引数なしで boolean 値を返します。
なし	int	IntSupplier	getAsInt	引数なしで int 値を返します。
なし	long	LongSupplier	getAsLong	引数なしで long 値を返します。
なし	double	DoubleSupplier	getAsDouble	引数なしで double 値を返します。

プリミティブ型の引数、戻り値のメソッドは、総称型の関数型インタフェースとプリミティブ型の関数型インタフェースの両方に適合する場合があります。例えばlongをintに変換するメソッドではFunction<Long, Integer>とLongToIntFunctionの両方の関数型インタフェースが適合します。その場合は、プリミティブ型の関数型インタフェースを選択するようにします。大量に操作する場合オートボクシング、オートアンボクシングによるパフォーマンス劣化が無視できなくなるためです。

この他にも java.util.functionパッケージにはたくさんの関数型インタフェースが標準で用意されています。

専用の関数型インタフェースを定義する方が良い場合

標準で用意されている関数型インタフェースに適合するものがあっても、専用の関数型インタフェースを定義した方が良い場合もあります。その最たる例がComparatorです。Comparatorの抽象メソッドのシグニチャはToIntFunctionと同じになりますが、次の理由からToIntFunctionは使わずComparatorを使います。

広く使われていて、名前が関数型インタフェースの説明を果たしている。
名前が「ToIntFunction」では入力を異なる型の出力に変換することしか分かりませんが、「Comparator」であれば比較のための関数オブジェクトであることが明確になります。
抽象メソッドに一般契約が定められている。
Comparatorの抽象メソッドcompareTo()には守るべき一般契約がありますが、ToIntFunctionにしてしまうと一般契約があることが忘れられてしまいます。
特別なデフォルトメソッドが用意されている。
Comparatorには比較を行うための様々なデフォルトメソッドが用意されていて、Comparatorにすることによってそれらのデフォルトメソッドを利用することができます。

関数オブジェクトが上の特性を1つでも持つのであれば、専用の関数型インタフェースを用意した方が良いかも知れません。

ラムダ式（Java SE8～）

ラムダ式は匿名クラスを簡潔に記述できるようにしたもので、匿名クラス全体を記述しなくても関数オブジェクトのように扱いたい関数部分だけをラムダ式で記述することができます。（ただしラムダ式と匿名クラスでは若干相違点があります。）

関数型インタフェースを匿名クラスで実装すると次のようになります。

例

// 関数型インタフェース
public interface SomeInterface {
    public String getMessage(int id, String name);
}

public void someMethod() {
    // 匿名クラスで実装
    SomeInterface someIF = new SomeInterface() {
        public String getMessage(int id, String name) {
            return "Your id = " + id + ", name = " + name;
        }
    }
    System.out.println(someIF.getMessage(10, "hogehoge"));    // "Your id = 10, name = hogehoge"
}

これをラムダ式で記述すると次のようになります。

例

public void someMethod() {
    // ラムダ式で置き換える。
    SomeInterface someIF  = (id, name) -> ("Your id = " + id + ", name = " + name);
    System.out.println(someIF .getMessage(10, "hogeoge"));
}

関数オブジェクトとして扱いたい関数部分だけを記述すれば良いので、書く方も楽ですし読む方も読み易くなります。

ラムダ式ではSomeInterfaceのgetMessage()メソッドを実装しているのですが、メソッド名の指定がありません。これは関数型インタフェースは抽象メソッドを一つしか持たないためラムダ式で実装するメソッドは明確であり指定が不要なためです。また、引数のidやnameの型指定がありませんが、ラムダ式で実装するメソッドがgetMessage()と明確になっていてメソッドの定義から型を推論できるため、型の指定は不要です。

尚、ラムダ式の引数に「_」（アンダースコア）一文字を使うことはできません（コンパイルエラーになります）。

ラムダ式の記法

引数の型の省略

ラムダ式はメソッド引数の型を省略することができます（記述しても問題ありません）。これは関数型インタフェースでメソッドの引数の型が決まっていて引数の型は明確になっているためです。（型推論）

例

// 引数の型は省略可能。
SomeInterface i = (id, name) -> {
    return "Your id = " + id + ", name = " + name;
}

// 型を明記してもOK
SomeInterface i = (int id, String name) -> {
    return "Your id = " + id + ", name = " + name;
}

ほとんどの場合でラムダ式の型を省略することはできますが、場合によってはコンパイラが型を推論できないことがあります。その場合に限り型を明示する必要があります。

総称型の要素にラムダ式を適用するような場合は、総称型の型情報から型を推論します。そのため、原型を使うと型情報を取得できず型推論ができなくなるため注意が必要です。

引数を囲む () の省略

引数が一つの場合は引数を囲む () を省略することができます（記述しても問題ありません）。引数が0または2つ以上の場合は必ず () が必要です。

例

SomeInterface i = name -> { // 引数がnameの1つだけなので()は省略可能
    return "Your name = " + name;
}

ブロックとreturnの省略

処理が1文だけの場合はブロックを表す{} を省略することができます。その場合はreturnも省略する必要があり、 returnを記述すると逆にコンパイルエラーになります。

例

SomeInterface i = name -> "Your name = " + name;

// SomeInterface i = name -> return "Your name = " + name;  // コンパイルエラー

ラムダ式の外のローカル変数へのアクセス

ラムダ式ではラムダ式の外で定義されたローカル変数を参照することができますが値を変更することができません（プリミティブ型の場合は値を、参照型の場合は参照先を変更することができません）。また、ラムダ式から参照されるローカル変数はラムダ式の外でも変更することができず実質finalである必要があります。

例

public static void main(String[] args) {
    int id = 10;
    SomeInterface someIF = () -> {
        System.out.println("id = " + id);
        // id += 1;    // コンパイルエラー。ラムダ式の外の変数を変更することはできない。
    };
    someIF.someMethod();
    // id += 1;    // コンパイルエラー。変更されるのであればラムダ式からは参照できない。
}

ラムダ式の外のローカル変数が参照型の場合は参照先を変えることはできないのですが参照先のオブジェクトの状態を変更することはできます。

例

StringBuilder buf = new StringBuilder("initial");
System.out.println(buf);
SomeInterface someIF = () -> {
    // 参照先を変えることはできない。
    // buf = new StringBuilder();  // コンパイルエラー

    // 参照先のオブジェクトの状態を変更することはできる。
    buf.append(" - append");
    System.out.println(buf);  // "initial - append"
};
someIF.someMethod();

ただし、ラムダ式の中で副作用を伴う処理を行うことは関数型言語の思想から外れるため、このような使い方は望ましくありません。

また、匿名クラスの場合と同様に非staticな文脈であればラムダ式からエンクロージングクラスのインスタンスフィールドにアクセスしたり、インスタンスメソッドを呼び出したりすることが可能です。

匿名クラスとの違い

thisが指し示す物

匿名クラスとラムダ式では thisが指し示す物が異なります。匿名クラスの場合 thisは匿名クラス自身のインスタンスを表しますが、ラムダ式の場合 thisはラムダ式を記述したメソッドを持つクラス（エンクロージングクラス）のインスタンスを表します。そのため、staticな文脈でラムダ式を記述した場合 thisにはアクセスできないことになります。

例

package lambda;

interface SomeInterface {
    public void someMethod();
}

public class LambdaExample {
    
    public void anotherMethod() {

        // 匿名クラス
        SomeInterface someIF1 = new SomeInterface() {
            @Override
            public void someMethod() {
                // thisは匿名クラス自身のインスタンスを指す
                System.out.println("Anonymous:" + this.getClass().getName());  // lambda.LambdaExample$1
            }
        };
        someIF1.someMethod();
        
        // ラムダ式
        SomeInterface someIF2 = () -> {
            // thisはanotherMethod()が所属するクラス（エンクロージングクラス）のインスタンスを指す
            System.out.println("Lambda   :" + this.getClass().getName());  // lambda.LambdaExample
        };
        someIF2.someMethod();
    }

    public static void main(String[] args) {
        LambdaExample example = new LambdaExample();
        example.anotherMethod();
    }
}

以下のサイトを参考にさせて頂きました

「知っといてムダにならない、Java SE 8の肝となるラムダ式の基本文法」（@IT）

匿名クラスでないとできないこと

関数オブジェクトが必要な箇所ではラムダ式を使う方が簡潔に記述でき望ましいです。しかし、ラムダ式は関数型インタフェースのインスタンスを作成する場合にしか使えません。また、ラムダ式ではthisで関数オブジェクト自身を参照することができません。したがって、次のような場合はラムダ式で書くことはできず匿名クラスを使う必要があります。

抽象クラスのサブクラスのインスタンスを作成したい場合
複数の抽象メソッドを持つインタフェースのインスタンスを作成したい場合
thisで匿名クラス自身のインスタンスにアクセスが必要な場合

メソッド参照（Java SE 8～）

ラムダ式が1つのメソッド呼び出しで完結する場合、クラス（またはインスタンス）とメソッド名の指定だけで置き換えることができます。これをメソッド参照と呼びます。メソッド参照によってラムダ式における決まりきったコードを取り除くことができ、記述を更に簡潔にすることができます。ラムダ式同様、メソッド参照も関数型インタフェースの変数や引数に渡すことができます。

メソッド参照を用いると、基本的には関数型インタフェースの抽象メソッドの引数と一致するメソッドを当てはめることができます（少し違った形もあります）。インスタンスメソッドの場合 2通りの指定方法があります。クラスメソッドとインスタンスメソッドに分けて見て行きます。

クラスメソッド

クラスメソッドのメソッド参照はシンプルです。

クラス名::メソッド名

クラスメソッドの引数の個数とそれぞれの型が関数型インタフェースの抽象メソッドと一致すればメソッド参照を渡すことができます。

Integerクラスのsum()クラスメソッドを例に挙げます。sum()クラスメソッドの定義は次の通りです。

public static int sum(int, int)

int型の引数を2つ取りint型の戻り値を返すため、IntBinaryOperator（int型の引数を2つ取りint型を返す）やBinaryOperator<Integer>（Integerの引数を2つ取りIntegerを返す）の変数に代入することができます。

例

IntBinaryOperator f1 = Integer::sum;
BinaryOperator<Integer> f2 = Integer::sum;

System.out.println(f1.applyAsInt(3, 7));    // 10
System.out.println(f2.apply(5, 4));         // 9

インスタンスメソッド

インスタンスメソッドのメソッド参照はインスタンスの指定の仕方によって2通りの指定方法があります。

インスタンス変数名（またはインスタンスを返す式）::メソッド名（バウンド参照）
クラス名::メソッド名（アンバウンド参照）

1番目のバウンド参照はクラスメソッドの場合と同様で、インスタンスメソッドの引数の個数とそれぞれの型が関数型インタフェースの抽象メソッドと一致すればメソッド参照を渡すことができます。

StringクラスのindexOf()メソッドを例に挙げます。indexOf()メソッドの定義は次の通りです。

public int indexOf(String)

String型の引数を1つ取りint型の値を返すため、ToIntFunction<String>（Stringの引数を1つ取り int型を返す）やFunction<String, Integer>（Stringの引数を1つ取り Integerを返す）の変数に代入することができます。

例

String message = "That is a pen.";
ToIntFunction<String> f3 = message::indexOf;
Function<String, Integer> f4 = message::indexOf;

System.out.println(f3.applyAsInt("is"));    // 5
System.out.println(f4.apply("This"));       // -1

2番目のアンバウンド参照ではレシーバインスタンスを特定するための引数を追加する必要があります。インスタンスメソッドの引数リストの先頭にレシーバインスタンスを特定する引数を追加し、その引数リストの個数と型が関数型インタフェースの抽象メソッドと一致すればそのメソッド参照を渡すことができます。

同じくStringクラスのindexOf()メソッドを例に挙げます。indexOf()メソッドの定義は次の通りです。（再掲）

public int indexOf(String)

引数はString型が1つですが、この先頭にレシーバインスタンスを特定する引数を追加するため indexOf(String, String)になり String型が2つになります。String型の引数を2つ取りint型の値を返すため、BiFunction<String, String, Integer>（Stringの引数を2つ取り Integerを返す）の変数に代入することができます。

例

String message = "That is a pen.";
BiFunction<String, String, Integer> f5 = String::indexOf;

System.out.println(f5.apply(message, "is"));       // 5、第一引数がレシーバインスタンス
System.out.println(f5.apply(message, "This"));     // -1、第一引数がレシーバインスタンス

アンバウンド参照はメソッド参照で混乱が生じ易いポイントだと思います（インスタンスメソッドと関数型インタフェースの抽象メソッドで引数の個数と型が一致しないため）。

以上、クラスメソッドやインスタンスメソッドをメソッド参照としてどのような関数型インタフェースに渡せるかを見てきました。続いて、コードを読むときにメソッド参照が指すメソッドを特定する方法を見ていきます。

コードを読むときのポイント：メソッド参照が指すメソッドの特定

メソッド参照が「インスタンス変数名（またはインスタンスを返す式）::メソッド名」の形の場合は、インスタンスメソッドのバウンド参照に限定されるためシンプルです。

メソッドがオーバーロードされていなければ名前でメソッドを特定できます。オーバーロードされている場合は、メソッド参照を渡した関数型インタフェースの抽象メソッドの引数と戻り値を確認し、一致するメソッドを特定します。

関数型インタフェースの抽象メソッドが呼び出された場合、引数がそのまま特定したメソッドに渡されますので、どのような処理になるのかは理解し易いと思います。

例

String message = "This is a pen.";
ToIntFunction<String> f = message::indexOf;
System.out.println(f.applyAsInt("is"));  // この引数 "is" は message.indexOf メソッドに渡される。

一方、メソッド参照が「クラス名::メソッド名」のときはクラスメソッド参照の場合とインスタンスメソッドのアンバウンド参照の場合があるのでどちらか判別する必要があります。

メソッドがオーバーロードされていなければ名前でメソッドを特定できます。オーバーロードされている場合は、メソッド参照を渡した関数型インタフェースの抽象メソッドの引数と戻り値を確認し、次のメソッドのいずれかと一致する物を探し特定します。

関数型インタフェースの抽象メソッドと一致する引数と戻り値を持つクラスメソッド
関数型インタフェースの抽象メソッドの先頭の引数を除いたものと一致する引数と戻り値を持つインスタンスメソッド

両方のメソッドを持つクラスを定義することはできますが、コンパイルが通るコードであれば必ずどちらかに特定できます（これについては後述します）。

該当するメソッドがクラスメソッドの場合、関数型インタフェースの抽象メソッドが呼び出されると引数がそのまま特定したメソッドに渡されますので、どのような処理になるのか理解し易いと思います。

例

IntBinaryOperator f3 = Integer::sum;      // sum()はクラスメソッド。
System.out.println(f3.applyAsInt(3, 7));  // 引数 3 と 7 は Integer.sum() メソッドに渡される。

一方該当するメソッドがインスタンスメソッドの場合、関数型インタフェースの抽象メソッドが呼び出されると先頭の引数がメソッドを呼び出すレシーバインスタンスとなり、残りの引数がメソッドに渡されます。

例

String message = "This is a pen.";
BiFunction<String, String, Integer> f2 = String::indexOf;    // indexOf()はインスタンスメソッド
System.out.println(f2.apply(message, "is"));  // 第一引数はレシーバインスタンスを指定。
                                              // 第二引数 "is" が message.indexOf() に渡される。

慣れれば一目で理解できるようになると思いますが、ロジカルに判別すると以上のような流れになります。

曖昧なメソッド参照

前述の通りクラスメソッド参照の場合とインスタンスメソッドのアンバウンド参照の場合、メソッド参照は同じように「クラス名::メソッド名」になります。一つのクラスで同じメソッドシグニチャのインスタンスメソッドとクラスメソッドを定義することはできません。しかし、インスタンスメソッドのアンバウンド参照では引数リストの先頭にレシーバインスタンスを特定する引数を追加するため、メソッド参照の形が同じになるインスタンスメソッドとクラスメソッドを持ったクラスは問題なく定義することができてしまいます。そのようなクラスの例を次に挙げます。

例

class SomeClass {
    int val;
    SomeClass(int val){
        this.val = val;
    }
    
    // メソッド参照は SomeClass::someMethod
    // 関数型インタフェースは ToIntFunction<SomeClass>
    static int someMethod(SomeClass instance) {
        return instance.val;
    }
    
    // バウンド参照は インスタンス変数名::someMethod
    // 関数型インタフェースは IntSupplier<SomeClass>
    //
    // アンバウンド参照は SomeClass::someMethod
    // 関数型インタフェースは ToIntFunction<SomeClass>
    int someMethod() {
        return val;
    }
}

SomeClassのsomeMethod()は片方はクラスメソッドでもう片方はインスタンスメソッドですが、引数が異なるためオーバーロード可能でこのクラスは問題なく定義できコンパイル可能です。そして、どちらのメソッドもメソッド参照で指定しようとすると「SomeClass::someMethod」になります。

このような場合は、このメソッドを「SomeClass::someMethod」の形のメソッド参照で参照しようとすると、どちらのメソッドを指すのか特定できないため曖昧なメソッド参照としてコンパイルエラーとなります。

例

//ToIntFunction<SomeClass> f = SomeClass::someMethod; // コンパイルエラー

そのため、コンパイルが通るコードであれば、メソッド参照が参照するメソッドは必ず一つに特定することができます。

コンストラクタ参照

コンストラクタをメソッド参照として扱うこともできます。その場合はコンストラクタ参照と呼ばれます。コンストラクタ参照の場合はメソッド名が「new」になります。また、コンストラクタには戻り値がありませんが生成するインスタンスを戻り値の型とみなします。コンストラクタの引数によって使う関数型インタフェースは次のように異なります。

引数なしのコンストラクタ：Supplier
引数が1つでコンストラクタと同じ型：UnaryOperator
引数が2つでコンストラクタと同じ型：BinaryOperator
引数が1つでコンストラクタと異なる型：Function
引数が2つでコンストラクタと異なる型：BinaryFunction

引数が多い場合などは独自の関数型インタフェースを定義する必要があります。コンストラクタ参照の例を次に示します。

例

// StringBuilderを生成
// 引数なし
Supplier<StringBuilder> strGenerator1 = StringBuilder::new;
System.out.println(strGenerator1.get());    // ""
// 引数あり
Function<String, StringBuilder> strGenerator2 = StringBuilder::new;
System.out.println(strGenerator2.apply("test"));    // "test"

// ArrayListを生成
// 引数なし
Supplier<List<String>> listGenerator1 = ArrayList::new;
System.out.println(listGenerator1.get());    // []
// 引数あり
Function<Collection<String>, List<String>> listGenerator2 = ArrayList::new;
System.out.println(listGenerator2.apply(List.of("One", "Two")));    // [One, Two]

// 配列を生成
Function<Integer, int[]> arrayGenerator = int[]::new;
System.out.println(Arrays.toString(arrayGenerator.apply(3)));    // [0, 0, 0]

メソッド参照かラムダ式か

メソッド参照の方が記述が簡潔になるため、基本的にはメソッド参照が適用できる箇所ではメソッド参照が望ましいとされています。しかし、次のようにラムダ式の方が望ましい場合もあります。

引数名が有益な情報を示す場合。
例えば2つの同じ型の引数を取るメソッドで引数の順番で結果が変わるような処理を行う場合、メソッド参照で渡すよりもラムダ式を渡した方が読み易く保守もし易くなります。
クラス名が長い場合。
クラスメソッド参照やインスタンスメソッドのアンバウンド参照ではクラス名を記述する必要がありますが、クラス名が長い場合はラムダ式の方が簡潔になることが多いです。

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