1 Lambda表达式
1.1 函数式编程思想概述
在数学中,函数就是有输入量、输出量的一套计算方案,也就是“拿什么东西做什么事情”。相对而言,面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”,而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么,而不是以
什么形式做。
做什么,而不是怎么做
我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗?不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是:将 run 方法体内的代码传递给 Thread 类知晓。
传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。那,有没有更加简单的办法?如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上,就会发现只要能够更好地达到目的,过程与形式其实并不重要。
1.2 Lambda代码优化
我们前面讲过的多线程的写法是需要接口,实现类最后还需要Thread来启动等等,感觉很是繁琐,我们先看一下我们以前的代码:
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
System.out.println("多线程任务执行!");
}
}).start();
}
}
Lambda表达式写法,代码如下:
借助Java 8的全新语法,上述 Runnable 接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效:
public class Demo02LambdaRunnable {
public static void main(String[] args) {
new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行!")).start(); // 启动线程
}
}
这段用Lambda表达式写成的代码,功能完全与上面的代码一致,这是在jdk1.8之后的新特性,感觉是不是很方便.
不再有“不得不创建接口对象”的束缚,不再有“抽象方法覆盖重写”的负担,就是这么简单!
1.3 Lambda的格式
Lambda省去面向对象的条条框框,格式由3个部分组成:
- 一些参数
- 一个箭头
- 一段代码
Lambda表达式的标准格式为:
(参数类型 参数名称) -> { 代码语句 }
格式说明:
- 小括号内的语法与传统方法参数列表一致:无参数则留空;多个参数则用逗号分隔。
- -> 是新引入的语法格式,代表指向动作。
- 大括号内的语法与传统方法体要求基本一致。
匿名内部类与lambda对比:
new Thread(new Runnable() {
@Override public void run() {
System.out.println("多线程任务执行!");
}
}).start();
仔细分析这段代码之后,我们真正用到的代码只有run方法体里的内容,其他的像newThread,实现Runnable接口等,是为了run方法不得不创建出来的.
换成Lambda之后,只有run方法体被保留了下来,相比较更加简单
() -> System.out.println("多线程任务执行!")
- 前面的一对小括号即 run 方法的参数(无),代表不需要任何条件;
- 中间的一个箭头代表将前面的参数传递给后面的代码;
- 后面的输出语句即业务逻辑代码。
参数和返回值:
下面举例演示 java.util.Comparator 接口的使用场景代码,其中的抽象方法定义为:
- public abstract int compare(T o1, T o2);
传统写法
/**
* 请使用Lambda表达式调用Collections的sort()方法,可以实现对一个List<String>集合进行:降序排序。
* 编写main()方法,在main()中按以下步骤编写代码:
* 1. 定义一个List<String>集合,并存储以下数据:
* “cab”
* “bac”
* “acb”
* “cba”
* “bca”
* “abc”
* 2. 使用Lambda表达式调用Collections的sort()方法对集合进行降序排序。
* 3. 排序后向控制台打印集合的所有元素。
*/
public class Lambda_Test02 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("cab");
list.add("bac");
list.add("acb");
list.add("cba");
list.add("bca");
list.add("abc");
Collections.sort(list, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o1.compareTo(o2);
}
});
System.out.println(list);
}
}
Lambda写法
package com.itcast.HomeWork.Demo01;
import java.util.*;
/**
* 请使用Lambda表达式调用Collections的sort()方法,可以实现对一个List<String>集合进行:降序排序。
* 编写main()方法,在main()中按以下步骤编写代码:
* 1. 定义一个List<String>集合,并存储以下数据:
* “cab”
* “bac”
* “acb”
* “cba”
* “bca”
* “abc”
* 2. 使用Lambda表达式调用Collections的sort()方法对集合进行降序排序。
* 3. 排序后向控制台打印集合的所有元素。
*/
public class Lambda_Test02 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("cab");
list.add("bac");
list.add("acb");
list.add("cba");
list.add("bca");
list.add("abc");
Collections.sort(list, (o1,o2) -> o1.compareTo(o2));
System.out.println(list);
}
}
省略格式:
省略规则
在Lambda标准格式的基础上,使用省略写法的规则为:
- 小括号内参数的类型可以省略;
- 如果小括号内有且仅有一个参,则小括号可以省略;
- 如果大括号内有且仅有一个语句,则无论是否有返回值,都可以省略大括号、return关键字及语句分号。
可推导即可省略
Lambda强调的是“做什么”而不是“怎么做”,所以凡是可以根据上下文推导得知的信息,都可以省略。例如上例还可以使用Lambda的省略写法:
Runnable接口简化:
1. () -> System.out.println("多线程任务执行!")
Comparator接口简化:
2. Arrays.sort(array, (a, b) -> a.getAge() - b.getAge());
1.4 Lambda的前提条件
Lambda的语法非常简洁,完全没有面向对象复杂的束缚。但是使用时有几个问题需要特别注意:
- 使用Lambda必须具有接口,且要求接口中有且仅有一个抽象方法。 无论是JDK内置的 Runnable 、 Comparator 接口还是自定义的接口,只有当接口中的抽象方法存在且唯一时,才可以使用Lambda。
- 使用Lambda必须具有上下文推断。 也就是方法的参数或局部变量类型必须为Lambda对应的接口类型,才能使用Lambda作为该接口的实例。
Stream
在Java 8中,得益于Lambda所带来的函数式编程,引入了一个全新的Stream概念,用于解决已有集合类库既有的弊端。
2.1 流式思想概述
注意:请暂时忘记对传统IO流的固有印象!
整体来看,流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”。
2.2 获取流方式
java.util.stream.Stream 是Java 8新加入的最常用的流接口。(这并不是一个函数式接口。)
获取一个流非常简单,有以下几种常用的方式:
- 所有的 Collection 集合都可以通过 stream 默认方法获取流;
- Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流。
方式1 : 根据Collection获取流
首先, java.util.Collection 接口中加入了default方法 stream 用来获取流,所以其所有实现类均可获取流。
public class Demo04 {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
// ...
Stream<String> stream1 = list.stream();
Set<String> set = new HashSet<>();
// ...
Stream<String> stream2 = set.stream();
Vector<String> vector = new Vector<>();
// ...
Stream<String> stream3 = vector.stream();
}
}
方式2 : 根据Map获取流
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
Map<String, String> map = new HashMap<>();
// ...
Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
Stream<String> valueStream = map.values().stream();
Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
}
}
方式3 : 根据数组获取流
如果使用的不是集合或映射而是数组,由于数组对象不可能添加默认方法,所以 Stream 接口中提供了静态方法of ,使用很简单:
public class Demo06 {
public static void main(String[] args) {
String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" };
Stream<String> stream = Stream.of(array);
}
}
备注: of 方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。
2.3 常用方法
函数拼接与终结方法
方法名 | 方法作用 | 方法种类 | 是否支持链式调用 |
count | 统计个数 | 终结 | 否 |
forEach | 逐一处理 | 终结 | 否 |
filter | 过滤 | 函数拼接 | 是 |
limit | 取用前几个 | 函数拼接 | 是 |
skip | 跳过前几个 | 函数拼接 | 是 |
map | 映射 | 函数拼接 | 是 |
concat | 组合 | 函数拼接 | 是 |
forEach : 逐一处理
虽然方法名字叫 forEach ,但是与for循环中的“for-each”昵称不同,该方法并不保证元素的逐一消费动作在流中是被有序执行的。
void forEach(Consumer<? super T> action);
public class Stream_forEach {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
Collections.addAll(list,"张三丰,王思聪,张飞.刘晓敏,张靓颖");
Stream<String> stream = list.stream();
// stream.forEach(new Consumer<String>() {
// @Override
// public void accept(String s) {
// System.out.println(list);
// }
// });
System.out.println("=============Lambda表达式改造=============");
stream.forEach( s -> System.out.println(s));
}
}
count:统计个数
正如旧集合 Collection 当中的 size 方法一样,流提供 count 方法来数一数其中的元素个数:
long count();
public class Stream_count {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张三丰");
list.add("王思聪");
list.add("张飞");
list.add("刘晓敏");
list.add("张靓颖");
Stream<String> stream = list.stream();
Stream<String> stream1 = stream.filter(s -> s.startsWith("张"));
System.out.println(stream1.count());
}
}
filter:过滤
可以通过filter将一个流转换成另一个子集流,方法声明:
Stream filter(Predicate<? super T> predicate);
public class Stream_filter {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张三丰");
list.add("王思聪");
list.add("张飞");
list.add("刘晓敏");
list.add("张靓颖");
// Collections.addAll(list,"张三丰,王思聪,张飞.刘晓敏,张靓颖");
Stream<String> stream = list.stream();
Stream<String> stream1 = stream.filter(s -> s.startsWith("张"));
stream1.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
limit:取用前几个
limit 方法可以对流进行截取,只取用前n个。方法声明:
Stream limit(long maxSize);
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张三丰");
list.add("王思聪");
list.add("张飞");
list.add("刘晓敏");
list.add("张靓颖");
list.add("王多鱼");
Stream<String> stream = list.stream();
Stream<String> stream1 = stream.filter(s -> s.startsWith("张")).limit(2);
stream1.forEach(s -> System.out.println(s));
skip:跳过前几个
如果希望跳过前几个元素,可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流:
Stream skip(long n);
public class Stream_skip {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张三丰");
list.add("王思聪");
list.add("张飞");
list.add("刘晓敏");
list.add("张靓颖");
list.add("王多鱼");
Stream<String> stream2 = list.stream();
Stream<String> stream3 = stream2.filter(s -> s.startsWith("王")).skip(1);
stream3.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
map:映射
如果需要将流中的元素映射到另一个流中,可以使用 map 方法。方法声明:
Stream map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
public class Person {
private String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
public Person() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
/**
* 1.定义一个Person类,包含一个属性:姓名(String)
* 定义无参、全参构造方法
* 定义get/set方法
* 2.定义main()方法,按依稀顺序编写程序:
* 定义集合List<String>,添加以下数据:
* “王佳乐”
* “张三丰”
* “王思聪”
* “张飞”
* 使用Stream流的map()方法,将每个元素封装为一个Person对象。
* 将新流中的元素提取为List集合。
* 遍历、打印集合中所有的Person对象信息。
*/
public class Stream_map {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
list.add(new Person("王佳乐"));
list.add(new Person("张三丰"));
list.add(new Person("王思聪"));
list.add(new Person("张飞"));
Stream<Person> stream = list.stream();
Stream<ArrayList<Person>> stream1 = stream.map(s -> list);
stream1.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
concat:组合
如果有两个流,希望合并成为一个流,那么可以使用 Stream 接口的静态方法 concat :
static Stream concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
/**
* 定义main()方法,按以下顺序编写程序:
* 定义集合List<String>,添加以下数据:
* “王佳乐”
* “张三丰”
* “王思聪”
* “张飞”
* “刘晓敏”
* “张靓颖”
* “王敏”
* 先筛选出所有的“张”姓学员;
* 再筛选出所有的“王”姓学员;
* 将两个流合并为一个流
* 打印合并后的每个元素。
*/
public class Stream_concat {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张三丰");
list.add("王思聪");
list.add("张飞");
list.add("刘晓敏");
list.add("张靓颖");
list.add("王多鱼");
Stream<String> stream1 = list.stream().filter(s -> s.startsWith("张"));
Stream<String> stream2 = list.stream().filter(s -> s.startsWith("王"));
Stream<String> concat = Stream.concat(stream1, stream2);
concat.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
2.4 收集Stream结果
收集到集合中
Stream流提供 collect 方法,其参数需要一个 java.util.stream.Collector<T,A, R> 接口对象来指定收集到哪种集合中。幸运的是, java.util.stream.Collectors 类提供一些方法,可以作为 Collector 接口的实例:
- public static Collector<T, ?, List> toList() :转换为 List 集合。
- public static Collector<T, ?, Set> toSet() :转换为 Set 集合。
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> stream = Stream.of("10", "20", "30", "40", "50");
List<String> list = stream.collect(Collectors.toList());
Set<String> set = stream.collect(Collectors.toSet());
}
}
收集到数组中
Stream提供 toArray 方法来将结果放到一个数组中,返回值类型是Object[]的:
Object[] toArray();
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> stream = Stream.of("10", "20", "30", "40", "50");
Object[] objArray = stream.toArray();
}
}