Java8新特性 | Java自学笔记

Lambda表达式

• 举例：(o1, o2) -> Integer.compare(o1,o2);

• 格式： ->:lambda操作符或箭头操作符 ->左边：lambda形参列表（其实就是接口中的抽象方法的形参列表） ->右边：lambda体（其实就是重写的抽象方法的方法体）

• Lambda表达式的使用（六种情况）

  • 总结
  • →左边：lambda形参列表的参数类型可以省略（类型推断）；如果lambda形参列表只有一个参数，其一对()也可以省略
  • →右边：lambda体应该使用一对{}包裹，如果lambda体只有一条执行语句（可能是return语句），省略{}和return关键字

  public class LambdaTest1 {
      //语法格式一：无参无返回值
      @Test
      public void test1(){
          Runnable r1 = new Runnable() {
              @Override
              public void run() {
                  System.out.println("我爱北京天安门");
              }
          };
          r1.run();
          System.out.println("*****************************");
          Runnable r2 = () -> {
              System.out.println("我爱北京故宫");
          };
          r2.run();
      }
      //语法格式二：Lambda需要一个参数，但是没有返回值
      @Test
      public void test2(){
          Consumer<String> con = new Consumer<String>() {
              @Override
              public void accept(String s) {
                  System.out.println(s);
              }
          };
          con.accept("谎言和誓言的区别是什么呢");
          System.out.println("**************************");
          Consumer<String> con1 = (String s) -> {
              System.out.println(s);
          };
          con1.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
      }
      //语法格式三：数据类型可以省略，因为可由编译器推断得出，称为“类型推断”
      @Test
      public void test3(){
          Consumer<String> con1 = (String s) -> {
              System.out.println(s);
          };
          con1.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
          System.out.println("************************");
          Consumer<String> con2 = (s) -> {
              System.out.println(s);
          };
          con2.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
      }
      //语法格式四：Lambda若只需要一个参数时，参数的小括号可以省略
      @Test
      public void test5(){
          Consumer<String> con1 = (s) -> {
              System.out.println(s);
          };
          con1.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
          System.out.println("****************************");
          Consumer<String> con2 = s -> {
              System.out.println(s);
          };
          con2.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
      }
      //语法格式五：Lambda需要两个或以上的参数，多条执行语句，并且可以有返回值
      @Test
      public void test6(){
          Comparator<Integer> com1 = new Comparator<Integer>() {
              @Override
              public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                  System.out.println(o1);
                  System.out.println(o2);
                  return o1.compareTo(o2);
              }
          };
          System.out.println(com1.compare(11, 21));
          System.out.println("*************************");
          Comparator<Integer> com2 = (o1,o2) -> {
              System.out.println(o1);
              System.out.println(o2);
              return o1.compareTo(o2);
          };
          System.out.println(com2.compare(11, 6));
      }
      //语法格式六：当Lambda体只有一条语句时，return与大括号若有，都可以省略
      @Test
      public void test7(){
          Comparator<Integer> com1 = (o1,o2) -> {
              return o1.compareTo(o2);
          };
          System.out.println(com1.compare(11, 6));
          System.out.println("*************************");
          Comparator<Integer> com2 = (o1,o2) -> o1.compareTo(o2);
          System.out.println(com2.compare(11, 6));
      }
      @Test
      public void test8(){
          Consumer<String> con1 = s -> {
              System.out.println(s);
          };
          con1.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
          System.out.println("**************************");
          Consumer<String> con2 = s -> System.out.println(s);
          con2.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
      }
  }
  

• Lambda表达式的本质：作为函数式接口的实例（只有一个抽象方法）

• 如果一个接口中，只声明了一个抽象方法，则此接口就称为函数式接口

函数式（Functional）接口

什么是函数式接口

• 只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口
• 可以通过Lambda表达式闯将该接口的对象
• 可以在一个接口上使用@FunctionalInterface注解，检查它是否是一个函数式接口。同时javadoc也会包含一条声明说明这个接口是一个函数式接口
• 所以以前用匿名实现类表示的现在都可以用Lambda表达式来写
• 在java.util.function包下定义了Java8的丰富的函数式接口

Java内置的四大核心函数式接口

其他接口

方法引用与构造器引用

方法引用

• 使用情景：当要传递给Lambda体的操作已经有实现的方法了，可以使用方法引用

• 方法引用本质上就是Lambda表达式，而Lambda表达式作为函数式接口的实例，所以方法引用也就是函数式接口的实例

• 使用格式：类（或对象）: : 方法名

  1. 对象 : : 非静态方法
  2. 类 : : 静态方法
  3. 类 : : 非静态方法

• 方法引用的使用要求：要求接口中的抽象方法的形参列表和返回值类型与方法引用的方法的形参列表和返回值类型相同（针对1和2）

		//情况一：对象 :: 实例方法
    //Consumer中的void accept(T t)
    //PrintStream中的void println(T t)
    @Test
    public void test1(){
        Consumer<String> con1 = str -> System.out.println(str);
        con1.accept("北京");

        System.out.println("*****************************");
        PrintStream ps = System.out;
        Consumer<String> con2 = ps :: println;
        con2.accept("Beijing");
    }
    //Supplier中的T get()
    //Employee中的String getName()
    @Test
    public void test2(){
        Employee emp = new Employee(1001,"Tom", 23, 5600);

        Supplier<String> sup1 = () -> emp.getName();
        System.out.println(sup1.get());

        System.out.println("*******************************");
        Supplier<String> sup2 = emp::getName;
        System.out.println(sup2.get());
    }

		//情况二：类::静态方法
    //Comparator中的int compare(T t1, T t2)
    //Integer中的int compare(T t1, T t2)
    @Test
    public void test3(){
        Comparator<Integer> com1 = (t1, t2) -> Integer.compare(t1, t2);
        System.out.println(com1.compare(12,21));

        System.out.println("*******************************");
        Comparator<Integer> com2 = Integer::compare;
        System.out.println(com2.compare(23, 12));
    }
    //Function中的R apply(T t)
    //Math中的Long round(Double d)
    @Test
    public void test4(){
        Function<Double,Long> func = new Function<Double, Long>(){
            @Override
            public Long apply(Double d) {
                return Math.round(d);
            }
        };
        System.out.println("********************************");
        Function<Double, Long> func1 = d -> Math.round(d);
        System.out.println(func1.apply(12.3));
        System.out.println("********************************");
        Function<Double, Long> func2 = Math::round;
        System.out.println(func2.apply(12.6));
    }

		//情况三：类::实例方法（有难度）
    //Comparator中的int compare(T t1, T t2)
    //String中的int t1.compareTo(t2)
    @Test
    public void test5(){
        Comparator<String> com1 = (s1,s2) -> s1.compareTo(s2);
        System.out.println(com1.compare("abc","abd"));

        System.out.println("********************************");

        Comparator<String> com2 = String::compareTo;
        System.out.println(com2.compare("abd","abm"));
    }
    //BiPredicate中的boolean test(T t1, T t2);
    //String中的boolean t1.equals(t2)
    @Test
    public void test6(){
        BiPredicate<String,String> pre1 = (s1,s2) -> s1.equals(s2);
        System.out.println(pre1.test("abc","abc"));

        System.out.println("********************************");
        BiPredicate<String,String> pre2 = String::equals;
        System.out.println(pre1.test("abc","abd"));
    }
    //Function中的R apply(T t)
    //Employee中的String getName();
    @Test
    public void test7(){
        Employee employee = new Employee(1001,"Jerry",23,6000);
        Function<Employee,String> func1 = e -> e.getName();
        System.out.println(func1.apply(employee));
        System.out.println("*********************************");
        Function<Employee,String> func2 = Employee::getName;
        System.out.println(func2.apply(employee));
    }

构造器引用

• 和方法引用类似，函数式接口的抽象方法的形参列表和构造器的形参列表一致；抽象方法的返回值类型即为构造器所属类的类型

		//构造器引用
    //Supplier中的T get()
    //Employee的空参构造器：Employee()
    @Test
    public void test1(){
        Supplier<Employee> sup = new Supplier<Employee>() {
            @Override
            public Employee get() {
                return new Employee();
            }
        };
        Supplier<Employee> sup1 = () -> new Employee();
        System.out.println(sup1.get());
        System.out.println("***************************");
        Supplier<Employee> sup2 = Employee::new;
        System.out.println(sup2.get());
    }
    //Function中的R apply(T t)
    @Test
    public void test2(){
        Function<Integer,Employee> func1 = id -> new Employee(id);
        Employee employee = func1.apply(1001);
        System.out.println(employee);
        System.out.println("***************************");
        Function<Integer,Employee> func2 = Employee::new;
        Employee employee1 = func2.apply(1002);
        System.out.println(employee1);
    }

    //BiFunction中的R apply(T t, U u)
    @Test
    public void test3(){
        BiFunction<Integer,String,Employee> func1 = (id,name) -> new Employee(id, name);
        System.out.println(func1.apply(1001,"Tom"));
        System.out.println("****************************");
        BiFunction<Integer,String,Employee> func2 = Employee::new;
        System.out.println(func2.apply(1002,"Jerry"));
    }

数组引用

• 可以把数组看作是一个特殊的类，则写法与构造器引用一致

		//数组引用
    //Function中的R apply(T t)
    @Test
    public void test4(){
        Function<Integer,String[]> func1 = length -> new String[length];
        String[] arr1 = func1.apply(5);
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));
        System.out.println("****************************");
        Function<Integer,String[]> func2 = String[]::new;
        String[] arr2 = func2.apply(10);
        System.out.println(Arrays.toString(arr2));
    }

强大的Stream API

Stream API说明

• Stream API (java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中
• Stream是Java8中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作
• 使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用SQL执行的数据库查询

Stream的操作步骤

1. 创建Stream

   一个数据源（如：集合、数组），获取一个流

2. 中间操作

   一个中间操作，对数据源的数据进行处理

3. 终止操作（终端操作）

   一旦执行操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后不会再被使用

创建Stream

public class StreamAPITest {
    //创建Stream方式一：通过集合
    @Test
    public void test1(){
        List<Employee> employees =  EmployeeData.getEmployees();
        //default Stream<E> stream()：返回一个顺序流
        Stream<Employee> stream = employees.stream();
        //default Stream<E> parallelStream()：返回一个并行流
        Stream<Employee> parallelStream = employees.parallelStream();
    }

    //创建Stream方式二：通过数组
    @Test
    public void test2(){
        int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
        //调用Arrays类的static<T> Stream<T> stream(T[] array):返回一个流
        IntStream stream = Arrays.stream(arr);

        Employee e1 = new Employee(1001,"Tom");
        Employee e2 = new Employee(1002,"Jerry");
        Employee[] arr1 = new Employee[]{e1,e2};
        Stream<Employee> stream1 = Arrays.stream(arr1);
    }

    //创建Stream方式三：通过Stream的of()
    @Test
    public void test3(){
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5,6);
    }

    //创建Stream方式四：创建无限流
    @Test
    public void test4(){
        //迭代
        //public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)
        //遍历前十个偶数
        Stream.iterate(0,t -> t + 2).limit(10).forEach(System.out::println);
        //生成
        //public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
        Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
    }
}

Stream的中间操作

• 多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全部处理，称为“懒惰求值”

1. 筛选与切片

   方法	描述
   filter(Predicate P)	接受Lambda，从流中排除某些元素
   distinct()	筛选，通过流所生成元素的hashCode()和equals()去除重复元素
   limit(long maxSize)	截断流，使其元素不超过给定数量
   skip(long n)	跳过元素，返回一个扔掉了前n个元素的流。若流中元素不足n个，则返回一个空流。与limit(n)互补

   		@Test
       public void test1(){
           List<Employee> list = EmployeeData.getEmployees();
           //filter(Predicate P)接受Lambda，从流中排除某些元素
           Stream<Employee> stream = list.stream();
           //练习：查询员工表中薪资大于7000的员工信息
           stream.filter(e -> e.getSalary() > 7000).forEach(System.out::println);
   
           System.out.println();
           //limit(long maxSize)截断流，使其元素不超过给定数量
           list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
           //skip(long n)跳过元素，返回一个扔掉了前n个元素的流。若流中元素不足n个，则返回一个空流。与limit(n)互补
           list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);
           System.out.println();
           //distinct()筛选，通过流所生成元素的hashCode()和equals()去除重复元素
           list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
           list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
           list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
           list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
           list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
       }
   

2. 映射

   方法	描述
   map(Function f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，
   并将其映射成一个新的元素
   map ToDouble(ToDoubleFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，
   产生一个新的DoubleStream
   map ToInt(ToIntFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，
   产生一个新的IntStream
   map ToLong(ToLongFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，
   产生一个新的LongStream
   flatMap(Function f)	接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成一个流，
   然后把所有流连接成一个流

   		@Test
       public void test2(){
           //map(Function f)——接收一个函数作为参数，将元素转换成其他形式或提取信息，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素
           List<String> list = Arrays.asList("aa","bb","cc","dd");
           list.stream().map(str -> str.toUpperCase()).forEach(System.out::println);
   
           //练习1：获取员工姓名长度大于3的员工姓名
           List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
           Stream<String> namesStream = employees.stream().map(Employee::getName);
           namesStream.filter(name -> name.length() > 3).forEach(System.out::println);
   
           //练习2
           Stream<Stream<Character>> streamStream = list.stream().map(StreamAPITest1::fromStringToStream);
           streamStream.forEach(s -> {
               s.forEach(System.out::println);
           });
           System.out.println();
           //flatMap(Function f)——接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流都连接成一个流
           Stream<Character> characterStream = list.stream().flatMap(StreamAPITest1::fromStringToStream);
           characterStream.forEach(System.out::println);
   
       }
   
       //将字符串中的多个字符构成的集合转换为对应的Stream的实例
       public static Stream<Character> fromStringToStream(String str){
           ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();
           for(Character c : str.toCharArray()){
               list.add(c);
           }
           return list.stream();
       }
   

3. 排序

   方法	描述
   sorted()	产生一个新流，其中按自然顺序排序
   sorted(Comparator com)	产生一个新流，其中按比较器顺序排序

   		@Test
       public void test4(){
           //sorted()——自然排序
           List<Integer> list = Arrays.asList(12, 43, 65, 34, 87, 0, -98, 7);
           list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
           //抛异常，原因：Employee类没有实现Comparable接口
           //List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
           //employees.stream().sorted().forEach(System.out::println);
   
           //sorted(Comparator com)——定制排序
           List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
           employees.stream().sorted((e1,e2) -> Integer.compare(e1.getAge(),
   															e2.getAge())).forEach(System.out::println);
       }
   

Stream的终止操作

• 终端操作会从流的流水线生成结果，其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是void
• 流进行了终止操作后，不能再次使用

1. 匹配与查找

   方法	描述
   allMatch(Predicate p)	检查是否匹配所有元素
   anyMatch(Predicate p)	检查是否至少匹配一个元素
   noneMatch(Predicate p)	检查是否没有匹配所有元素
   findFirst()	返回第一个元素
   findAny()	返回当前流中的任意元素

   public class StreamAPITest2 {
       //匹配与查找
       @Test
       public void test1(){
           List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
           //allMatch(Predicate p)——检查是否匹配所有元素。练习：是否所有的员工的年龄都大于18
           boolean allMatch = employees.stream().allMatch(e -> e.getAge() > 18);
           System.out.println(allMatch);
           //anyMatch(Predicate p)——检查是否至少匹配一个元素。练习：是否存在员工的工资大于10000
           boolean anyMatch = employees.stream().anyMatch(e -> e.getSalary() > 10000);
           System.out.println(anyMatch);
           //noneMatch(Predicate p)——检查是否没有匹配的元素。练习：是否存在员工姓“雷”
           boolean noneMatch = employees.stream().noneMatch(e -> e.getName().startsWith("雷"));
           System.out.println(noneMatch);
           //findFirst——返回第一个元素
           Optional<Employee> employee = employees.stream().findFirst();
           System.out.println(employee);
           //findAny——返回当前流中的任意元素
           Optional<Employee> employee1 = employees.stream().findAny();
           System.out.println(employee1);
       }
   
       @Test
       public void test2(){
           List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
           //count——返回流中元素的总个数
           long count = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 5000).count();
           System.out.println(count);
           //max(Comparator c)——返回流中的最大值
           //练习：返回最高的工资
           Optional<Double> max = employees.stream().map(e -> e.getSalary()).max(Double::compare);
           System.out.println(max);
           //min(Comparator c)——返回流中的最小值
           //练习：返回最低工资的员工
           Optional<Employee> min = employees.stream().min((e1,e2) -> Double.compare(e1.getSalary(),e2.getSalary()));
           System.out.println(min);
           //forEach(Consumer c)——内部迭代
           employees.stream().forEach(System.out::println);
           //使用集合的遍历操作——与上一行不同
           employees.forEach(System.out::println);
       }
   }
   

2. 归约

   方法	描述
   reduce(T iden, BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值，返回T
   reduce(BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值，返回Optional

   		@Test
       public void test3(){
           //reduce(T iden, BinaryOperator b)——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值，返回T
           //练习1：计算1-10的自然数的和
           List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
           Integer sum = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
           System.out.println(sum);//10
   
           //reduce(BinaryOperator)——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回Optional<T>
           //练习2：计算公司所有员工工资总和
           List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
           Stream<Double> salaryStream = employees.stream().map(Employee::getSalary);
           Optional<Double> sumMoney = salaryStream.reduce(Double::sum);
           System.out.println(sumMoney);
       }
   

3. 收集

   • Collector接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作（如收集到List、Set、Map)

   方法	描述
   collect(Collector c)	将流转换为其他形式，接收一个Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法

   		@Test
       public void test4(){
           //collect(Collector c)——将流转换为其他形式，接收一个Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法
           //练习1：查找工资大于6000的员工，结果返回为一个List或Set
           List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
           List<Employee> employeeList = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toList());
           employeeList.forEach(System.out::println);
   
           Set<Employee> employeeSet = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toSet());
           employeeSet.forEach(System.out::println);
       }
   

Optional类

• Optional类(java.util.Optional)是一个容器类，它可以保存类型T的值，代表这个值存在，或者仅仅保存null，表示这个值不存在。原来用null表示一个值不存在，现在Optional可以更好地表达这个概念，并且可以避免空指针异常
• 常用方法：ofNullable(T t)、orElse(T t)

public class OptionalTest {
    /*
    Optional.of(T t)：创建一个Optional实例，t必须非空
    Optional.empty()：创建一个空的Optional实例
    Optional.ofNullable(T t)：t可以为null
     */
    @Test
    public void test1() {
        Girl girl = new Girl();
        //of(T t):保证t非空
        Optional<Girl> optionalGirl = Optional.of(girl);
    }
    @Test
    public void test2() {
        Girl girl = new Girl();
        girl = null;
        //ofNullable(T t):t可以为null
        Optional<Girl> optionalGirl = Optional.ofNullable(girl);
        System.out.println(optionalGirl);
        //orElse(T t):如果当前Optional内部封装的t是非空的，则返回内部的t
        //如果内部的t是空的，则返回orElse()方法中的参数t1
        Girl girl1 = optionalGirl.orElse(new Girl("Emma"));
        System.out.println(girl1);
    }
    public String getGirlName(Boy boy) {
        return boy.getGirl().getName();
    }
    @Test
    public void test3() {
        Boy boy = new Boy();
        String girlName = getGirlName(boy);
        System.out.println(girlName);
    }
    //优化以后的getGirlName():
    public String getGirlName1(Boy boy) {
        if (boy != null) {
            Girl girl = boy.getGirl();
            if (girl != null) {
                return girl.getName();
            }
        }
        return null;
    }
    @Test
    public void test4() {
        Boy boy = new Boy();
        String girlName = getGirlName1(boy);
        System.out.println(girlName);
    }
    //使用Optional类以后的getGirlName():
    public String getGirlName2(Boy boy) {
        Optional<Boy> boyOptional = Optional.ofNullable(boy);
        //此时boy1一定非空
        Boy boy1 = boyOptional.orElse(new Boy(new Girl("热巴")));
        Girl girl = boy1.getGirl();
        Optional<Girl> girlOptional = Optional.ofNullable(girl);
        //girl1一定非空
        Girl girl1 = girlOptional.orElse(new Girl("娜扎"));
        return girl1.getName();
    }
    @Test
    public void test5(){
        Boy boy = null;
        boy = new Boy();
        boy = new Boy(new Girl("Stone"));
        String girlName = getGirlName2(boy);
        System.out.println(girlName);
    }
}