Java8新特性-Lambda表达式详解

2023-05-16 14:05:44 新特性 Java8

一、简介

Java 8 (又称为 jdk 1.8) 是 Java 语言开发的一个主要版本。 oracle 公司于 2014 年 3 月 18 日发布 Java 8 ，它支持函数式编程，新的 javascript 引擎，新的日期 api，新的Stream API 等。

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，大括号需要指定表达式返回了一个数值。

注意：Lambda表达式适用于只有一个抽象方法的接口！！

引入

自定义接口

interface Fu{
    void add();
}

使用匿名内部类实现接口

Fu fu = new Fu() {
            @Override
            public void add() {
                System.out.println("我是add方法");
            }
        };
        fu.add();

使用Lambda表达式实现接口

        Fu fu1 = ()->{
            System.out.println("我是add1方法");
        };
        fu1.add();

Lambda表达式的总结

Lambda表达式基于数学中的入演化得名的，对应Java中的lambda抽象，是一个匿名函数，就是没有函数名的函数。
好处
- 使代码更加简洁紧凑，且可与Stream API等相结合，Lambda表达式经常代替匿名内部类使用
语法
- (参数)->表达式或者(参数)->{语句体;}
- 参数：要重写方法的参数列表
- ->：Lambda表达式的运算符
- 表达式或语句体：要实现的方法的方法体
本质
- 是一种匿名函数(不是匿名内部类)，简单说，它没有声明的方法、没有访问修饰符、返回值声明和名字，它是属于函数式编程的概念

三、Lambda表达式的使用

无参、无返回值

接口

interface F{
    void add();
}

测试

        //无参无返回值
        F f = ()->{
            System.out.println("我是add方法");
        };
        f.add();

有参无返回值

接口

interface F{
    void add(int a);
}

测试

        F f = (int a)->{
            System.out.println("a="+a);
        };
        f.add(12);

无参数有返回值

接口

interface F{
    int add();
}

测试

        F f = ()->{
            return 12;
        };
        int i = f.add();
        System.out.println(i);

有参数有返回值

接口

interface F{
    int add(int a);
}

测试

        F f = (int a)->{
            return 12+a;
        };
        int i = f.add( 12 );
        System.out.println(i);

四、Lambda表达式的注意事项

Lambda表达式中 () 的参数类型可以省略 (int a,int b)==>(a,b)
接口中如果只有一个参数，Lambda表达式中 () 可以省略 (int a)==> (a)==>a
如果方法体中只有一条执行语句时外层的 {} 可以省略
如果方法体中只有一条返回语句，{}和return 都可以省略

五、函数式接口

函数式接口(Functional Interface)就是一个有且仅有一个抽象方法，可以有其他普通方法，用@FunctionalInterface检验是否是函数式接口。

@FunctionalInterface
interface F1{
    void t1();
    
    default void t2(){//不计
        
    }
    static void t3(){//不计
        
    }
    public boolean equals(Object object);//不计
}

作用：在Java中主要用在Lambda表达式和方法引用。

内置函数式接口

Consumer<T>：消费型接口（void accept(T t))。有参数，无返回值
Supplier<T>：供给型接口(T get())。有参数，无返回值
Function<T,R>：函数型接口(R apply(T t))。一个输入参数，一个输出参数，两种类型可以一致，也可以不一致
Predicate<T>：断言型接口(boolean test(T t))。输入一个参数，输出一个boolean类型的返回值

函数式接口使用场景

消费型接口

//函数式接口的使用场景
public class Test03 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,1,2,3,6,5,4,8,9);
        //匿名内部类
        Consumer<Integer> con = new Consumer<Integer>() {
            @Override
            public void accept(Integer integer) {
                //参数代表集合中的每一个数据
                System.out.print(integer+" ");
            }
        };
        list.forEach( con );
        System.out.println();
        System.out.println("==================");
        //Lambda表达式1
        Consumer cons = (y)->{
            System.out.print(y+" ");
        };
        list.forEach( cons );
        System.out.println();
        System.out.println("==================");
        //Lambda表达式2
        list.forEach( y-> System.out.print(y+" ") );
    }
}

断言型接口

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,1,2,3,6,5,4,8,9);
        //匿名内部类
        Predicate<Integer> predicate = new Predicate<Integer>() {
            @Override
            public boolean test(Integer integer) {
                //参数o代表集合中的每一个数
                if (integer<=6){
                    return true;//删除该数据
                }
                return false;//不删除该数据
            }
        };
        list.removeIf(predicate);
        list.forEach( x-> System.out.println(x) );
        System.out.println("=================");
 
        //Lambda表达式
        list.removeIf( y->{
            if (y<=6){
                return true;
            }
            return false;
        } );
        list.removeIf(predicate);
        list.forEach( x-> System.out.println(x) );
        System.out.println("=================");
    }
}

六、方法调用

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 :: 。

//方法引用
public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,4,8,9);
 
        //使用Lambda表达式
        list.forEach( x-> System.out.println(x) );
        System.out.println("==================");
        //方法引用
        //使用场景，参数传递过来不做任何处理，直接输出的就可以使用方法引用
        list.forEach(System.out::println);
    }
}

构造器引用：它的语法是Class::new，或者更一般的Class< T >::new

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

cars.forEach( Car::collide );

特定类的任意对象的方法引用：它的语法是Class::method

cars.forEach( Car::repair );

特定对象的方法引用：它的语法是instance::method

final Car police = Car.create( Car::new ); cars.forEach( police::follow );

七、Stream流式编程

什么是 Stream？

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。

使用 Stream流的步骤

创建Stream：从一个数据源(集合、数组)中获取
中间操作：一个操作的中间链，对数据源的数据进行处理
终止操作：一个终止操作，执行中间操作链，并产生结果

排序去重

//Stream 流式编程
public class StreamTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：有一堆数据，且有重复值，要求有序去除重复值
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,56,89,75,64,24,25,24,89,56,75);
 
        //流式编程处理
        //获取stream
        Stream<Integer> stream = list.stream();
        //中间操作
        stream = stream.distinct()//去重操作
                        .sorted();//排序
        //终止操作
        stream.forEach( x->{//输出集合中元素
            System.out.println(x);
        } );
    }
}

中间操作

        stream = stream.distinct()//去重操作
                        .sorted();//排序
        .limit( 4 );//取前四个元素
        .skip( 2 );//跳过前几个元素
        .map( x->x+4 );//每一个元素加上特定的值
        .filter( x->{//过滤操作，true正常返回，false不返回
            if (x>=25){
                return true;
            }
            return false;
        } );

八、串行流和并行流

串行流

        Stream<Integer> stream = list.stream();//串行流

并行流

        Stream<Integer> stream1 = list.parallelStream();//并行流

九、Optional 类

Optional 类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。
Optional 是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
Optional 类的引入很好的解决空指针异常。

Optional 类的方法

static <T> Optional<T> empty() 返回空的 Optional 实例。
boolean equals(Object obj) 判断其他对象是否等于 Optional。
Optional<T> filter(Predicate<? super <T> predicate) 如果值存在，并且这个值匹配给定的 predicate，返回一个Optional用以描述这个值，否则返回一个空的Optional。
Optional flatMap(Function<? super T,Optional> mapper) 如果值存在，返回基于Optional包含的映射方法的值，否则返回一个空的Optional
T get() 如果在这个Optional中包含这个值，返回值，否则抛出异常：NoSuchElementException
int hashCode() 返回存在值的哈希码，如果值不存在返回 0。
void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) 如果值存在则使用该值调用 consumer , 否则不做任何事情。
boolean isPresent() 如果值存在则方法会返回true，否则返回 false
Optional map(Function<? super T,? extends U> mapper) 如果有值，则对其执行调用映射函数得到返回值。如果返回值不为 null，则创建包含映射返回值的Optional作为map方法返回值，否则返回空Optional。
static <T> Optional<T> of(T value) 返回一个指定非null值的Optional。
static <T> Optional<T> ofNullable(T value) 如果为非空，返回 Optional 描述的指定值，否则返回空的 Optional。
T orElse(T other) 如果存在该值，返回值，否则返回 other。
T orElseGet(Supplier<? extends T> other) 如果存在该值，返回值，否则触发 other，并返回 other 调用的结果。
<X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) 如果存在该值，返回包含的值，否则抛出由 Supplier 继承的异常
String toString() 返回一个Optional的非空字符串，用来调试

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