Lambda表达式

以下是lambda表达式的重要特征:

  • 可选类型声明:不需要声明参数类型,编译器可以统一识别参数值。
  • 可选的参数圆括号:一个参数无需定义圆括号,但多个参数需要定义圆括号。
  • 可选的大括号:如果主体包含了一个语句,就不需要使用大括号。
  • 可选的返回关键字:如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值,大括号需要指定明表达式返回了一个数值。

方法引用:

  • 方法引用通过方法的名字来指向一个方法。
  • 方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。
  • 方法引用使用一对冒号 ::

构造器引用:

  • 它的语法是Class::new,或者更一般的Class<T>::new 实例如下:
final Car car = Car.create( Car::new );
final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

静态方法引用:

  • 它的语法是Class::static_method,实例如下:
    cars.forEach( Car::collide );

特定类的任意对象的方法引用:

  • 它的语法是Class::method实例如下:
    cars.forEach( Car::repair );

特定对象的方法引用:

  • 它的语法是instance::method实例如下:
final Car police = Car.create( Car::new );
cars.forEach( police::follow );

函数式接口

函数式接口(FunctionalInterface)就是一个有且仅有一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法的接口。
函数式接口可以被隐式转换为 lambda 表达式。
Lambda 表达式和方法引用(实际上也可认为是Lambda表达式)。
Java 8为函数式接口引入了一个新注解@FunctionalInterface,主要用于编译级错误检查,加上该注解,当你写的接口不符合函数式接口定义的时候,编译器会报错。
正确例子,没有报错:
如定义了一个函数式接口如下:

@FunctionalInterface
interface GreetingService 
{
    void sayMessage(String message);
}

那么就可以使用Lambda表达式来表示该接口的一个实现(注:JAVA 8 之前一般是用匿名类实现的):

GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message);

函数式接口里允许定义默认方法
函数式接口里是可以包含默认方法,因为默认方法不是抽象方法,其有一个默认实现,所以是符合函数式接口的定义的;
如下代码不会报错:

@FunctionalInterface
interface GreetingService
{
    void sayMessage(String message);

    default void doSomeMoreWork1()
    {
        // Method body
    }

    default void doSomeMoreWork2()
    {
        // Method body
    }
}

函数式接口里允许定义静态方法
函数式接口里是可以包含静态方法,因为静态方法不能是抽象方法,是一个已经实现了的方法,所以是符合函数式接口的定义的;
如下代码不会报错:

@FunctionalInterface
interface GreetingService 
{
    void sayMessage(String message);
    static void printHello(){
        System.out.println("Hello");
    }
}

函数式接口里允许定义 java.lang.Object 里的 public 方法
函数式接口里是可以包含Object里的public方法,这些方法对于函数式接口来说,不被当成是抽象方法(虽然它们是抽象方法);因为任何一个函数式接口的实现,默认都继承了 Object 类,包含了来自 java.lang.Object 里对这些抽象方法的实现;
如下代码不会报错:

@FunctionalInterface
interface GreetingService  
{
    void sayMessage(String message);
    
    @Override
    boolean equals(Object obj);
}

Stream

Java 8 API添加了一个新的抽象称为流Stream,可以让你以一种声明的方式处理数据。
Stream 使用一种类似用SQL语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。
Stream API可以极大提高Java程序员的生产力,让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。
这种风格将要处理的元素集合看作一种流,流在管道中传输,并且可以在管道的节点上进行处理,比如筛选,排序,聚合等。
元素流在管道中经过中间操作(intermediate operation)的处理,最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的结果

Stream(流)是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作
元素是特定类型的对象,形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素,而是按需计算。
数据源 流的来源。 可以是集合,数组,I/O channel,产生器generator 等。
聚合操作 类似SQL语句一样的操作, 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。
和以前的Collection操作不同, Stream操作还有两个基础的特征:
Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道, 如同流式风格(fluent style)。 这样做可以对操作进行优化, 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
内部迭代: 以前对集合遍历都是通过Iterator或者For-Each的方式, 显式的在集合外部进行迭代, 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式, 通过访问者模式(Visitor)实现。

生成流:
在 Java 8 中, 集合接口有两个方法来生成流:
stream() − 为集合创建串行流。
parallelStream() − 为集合创建并行流。

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

forEach
Stream 提供了新的方法forEach来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用 forEach 输出了10个随机数:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map
map 方法用于映射每个元素到对应的结果,以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数:

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

filter
filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤出空字符串:

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

limit
limit 方法用于获取指定数量的流。 以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

sorted
sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

并行(parallel)程序
parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用 parallelStream 来输出空字符串的数量:

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

我们可以很容易的在顺序运行和并行直接切换。

Collectors
Collectors 类实现了很多归约操作,例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串:

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
 
System.out.println("筛选列表: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);

统计
另外,一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上,它们可以用来产生类似如下的统计结果。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
 
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
 
System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());

map:
对于Stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作,新生成的Stream只包含转换生成的元素。这个方法有三个对于原始类型的变种方法,分别是:mapToInt,mapToLong和mapToDouble。这三个方法也比较好理解,比如mapToInt就是把原始Stream转换成一个新的Stream,这个新生成的Stream中的元素都是int类型。之所以会有这样三个变种方法,可以免除自动装箱/拆箱的额外消耗;

peek
生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream,同时会提供一个消费函数(Consumer实例),新Stream每个元素被消费的时候都会执行给定的消费函数.

skip
返回一个丢弃原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream,如果原Stream中包含的元素个数小于N,那么返回空Stream;

汇聚(Reduce)Stream
下面会分两部分来介绍汇聚操作:

  • 可变汇聚:把输入的元素们累积到一个可变的容器中,比如Collection或者StringBuilder;
  • 其他汇聚:除去可变汇聚剩下的,一般都不是通过反复修改某个可变对象,而是通过把前一次的汇聚结果当成下一次的入参,反复如此。比如reduce,count,allMatch;

  • allMatch:是不是Stream中的所有元素都满足给定的匹配条件
  • anyMatch:Stream中是否存在任何一个元素满足匹配条件
  • findFirst: 返回Stream中的第一个元素,如果Stream为空,返回空Optional
  • noneMatch:是不是Stream中的所有元素都不满足给定的匹配条件
  • max和min:使用给定的比较器(Operator),返回Stream中的最大|最小值

举个栗子:

List<Integer> ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10); 
System.out.println(ints.stream().allMatch(item -> item < 100));

Lambda 表达式的简单栗子:

  1. 不需要参数,返回值为 5
    () -> 5
  2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
    x -> 2 * x
  3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值
    (x, y) -> x – y
  4. 接收2个int型整数,返回他们的和
    (int x, int y) -> x + y
  5. 接受一个 string对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
    (String s) -> System.out.print(s)

举个栗子:

  1. 在学生集合中,找到名为Tom的学生数量
count = studentList.stream().filter((student -> student.getName().equals("Tom"))).count();
  1. 使用 java 8 排序
   private void sortUsingJava8(List<String> names){
      Collections.sort(names, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
   }
  1. 给定一个Integer类型的List,获取其对应的Stream对象,然后进行过滤掉null,再去重,再每个元素乘以2,再每个元素被消费的时候打印自身,在跳过前两个元素,最后去前四个元素进行加和运算
List<Integer> nums = Arrays.asList(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10);
System.out.println(“sum is:”+nums.stream().filter(num -> num != null).distinct().mapToInt(num -> num * 2).peek(System.out::println).skip(2).limit(4).sum());