Java 8 新特性之 Lambda 表达式、函数式接口、方法引用、构造器引用、Stream API

一、Lambda 表达式

Lambda 表达式在Java 语言中引入了一个新的语法元素和操作符。这个操作符为 -> ，该操作符被称为Lambda 操作符或剪头操作符。

它将 Lambda 分为两个部分：

• 左侧：指定了 Lambda 表达式需要的所有参数
• 右侧：指定了 Lambda 体，即 Lambda 表达式要执行的功能。

基础语法

语法格式一：无参，无返回值，Lambda 体只需一条语句

Runnable runnable1 = () -> System.out.println("厉害了");
runnable1.run();

语法格式二：Lambda 需要一个参数，有 1 个返回值

Consumer<String> consumer = (x) -> System.out.println(x);
consumer.accept("厉害了");

语法格式三：Lambda 只需要一个参数时，参数的小括号可以省略

Consumer<String> consumer = x -> System.out.println(x);
consumer.accept("厉害了");

语法格式四：Lambda 需要两个参数，并且有返回值，且 Lambda 体中有多条语句

Comparator<Integer> comparator = (x, y) -> {
    System.out.println("厉害了");
    return Integer.compare(x, y);
};

语法格式五：当 Lambda 体只有一条语句时，return 与大括号可以省略

Comparator<Integer> comparator = (x, y) -> Integer.compare(x, y);

语法格式六：Lambda 表达式的参数列表的数据类型可以省略不写，因为可由编译器推断得出，称为“类型推断”

BinaryOperator<Long> binaryOperator = (x, y) -> {
    System.out.println("厉害了");
    return x + y;
};

助记：

左右遇一括号省：左侧是一个参数可以省略括号，或者右侧是一条语句时可以省略大括号

左侧推断类型省：左边参数列表的数据类型可以省略不写

二、函数式接口

只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口。

/**
 * 此注解声明接口必须是函数式接口
 *
 * @param <T>
 */
@FunctionalInterface
public interface MyInterface<T> {
    boolean test(T t);
}

内置四大核心函数式接口

消费型接口，供给型接口，函数型接口，断言型接口

函数式接口	参数	返回	用途	包含方法
Consumer	T	void	对类型为 T 的对象应用操作	void accept(T t);
Supplier	-	T	返回类型为 T 的对象	T get();
Function<T, R>	T	R	对类型为 T 的对象应用操作，并返回结果	R apply(T t);
Predicate	T	boolean	确定类型为 T 的对象是否满足某约束，并返回 boolean	boolean test(T t);

消费型接口

/**
 * 消费型接口
 */
@Test
public void test1() {
    happy(1000, m -> System.out.println("消费了 " + m + " 元"));
}

public void happy(double money, Consumer<Double> consumer) {
    consumer.accept(money);
}

供给型接口

/**
 * 供给型接口
 */
@Test
public void test2() {
    List<Integer> numList = getNumList(10, () -> (int) (Math.random() * 100));
    for (Integer integer : numList) {
        System.out.println(integer);
    }
}

public List<Integer> getNumList(int num, Supplier<Integer> supplier) {
    List<Integer> list = new ArrayList<>();

    for (int i = 0; i < num; i++) {
        Integer integer = supplier.get();
        list.add(integer);
    }

    return list;
}

函数型接口

/**
 * 函数型接口
 */
@Test
public void test3() {
    String s = strHandler("		 厉害了。。   ", str -> str.trim());
    System.out.println(s);
}

public String strHandler(String string, Function<String, String> function) {
    return function.apply(string);
}

断言型接口

/**
 * 断言型接口
 */
@Test
public void test4() {
    List<String> list = Arrays.asList("abdttt", "dfytsfg", "d", "ff");
    List<String> res = filterStr(list, s -> s.length() > 3);
    for (String re : res) {
        System.out.println(re);
    }
}

public List<String> filterStr(List<String> list, Predicate<String> predicate) {
    List<String> stringList = new ArrayList<>();
    for (String s : list) {
        if (predicate.test(s)) {
            stringList.add(s);
        }
    }
    return stringList;
}

三、方法引用与构造器引用

方法引用

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！（实现抽象方法的参数列表，必须与方法引用方法的参数列表保持一致！）方法引用：使用操作符“::” 将方法名和对象或类的名字分隔开来。

可以理解为方法引用是 Lambda 表达式的另外一种表现形式。

注意：

1. Lambda 体中调用方法的参数列表与返回值类型，要与函数式接口中抽象方法的函数列表和返回值类型保持一致。

如下三种主要使用情况：

对象 :: 实例方法

@Test
public void test1() {
    Consumer<String> consumer = (x) -> System.out.println(x);
    // 使用方法引用
    Consumer<String> consumer2 = System.out::println;
    consumer2.accept("abcd");
}

@Test
public void test2() {
    Employee employee = new Employee("zs", 23, 66);
    Supplier<Integer> supplier = employee::getAge;
    System.out.println(supplier.get());
}

类 ::静态方法

@Test
public void test3() {
    Comparator<Integer> comparator = (x, y) -> Integer.compare(x, y);
    Comparator<Integer> comparator2 = Integer::compare;
}

类 :: 实例方法

第一个参数是实例方法的调用者，第二个参数是实例方法的参数

@Test
public void test4() {
    BiPredicate<String, String> biPredicate = (x, y) -> x.equals(y);
    BiPredicate<String, String> biPredicate2 = String::equals;
}

构造器引用

格式：ClassName::new
与函数式接口相结合，自动与函数式接口中方法兼容。
可以把构造器引用赋值给定义的方法，与构造器参数列表要与接口中抽象方法的参数列表一致。

@Test
public void test5() {
    Supplier<Employee> supplier = () -> new Employee();
    // 调用无参构造，因为 Supplier 方法中没有参数
    Supplier<Employee> supplier2 = Employee::new;
}

@Test
public void test6() {
    Function<Integer, Employee> function = x -> new Employee(x);
    // 调用的是 1 个参数的构造器，因为调用哪个构造器取决于 Function 方法的参数个数
    Function<Integer, Employee> function2 = Employee::new;
    System.out.println(function2);
}

数组引用

格式：type[] :: new

@Test
public void test7() {
    Function<Integer, String[]> function = x -> new String[x];
    String[] strings = function.apply(10);
    System.out.println(strings.length);

    Function<Integer, String[]> function2 = String[]::new;
    String[] strings2 = function2.apply(20);
    System.out.println(strings2.length);
}

四、Stream API

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。也可以使用Stream API 来并行执行操作。简而言之，Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

什么是 Stream

是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。“集合讲的是数据，流讲的是计算！”

注意：

• Stream 自己不会存储元素。
• Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
• Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

Stream 的操作三个步骤

1. 创建Stream

一个数据源（如：集合、数组），获取一个流。

1. 直接创建流

   Java8 中的Collection 接口被扩展，提供了两个获取流的方法：

   • default Stream<E> stream(): 返回一个顺序流
   • default Stream<E> parallelStream(): 返回一个并行流

    // 创建Stream
    List<String> list = new ArrayList<>();
    Stream<String> stream1 = list.stream();
   

2. 由数组创建流

   Java8 中的Arrays 的静态方法stream() 可以获取数组流：

   • static <T> Stream<T> stream(T[] array): 返回一个流

   // 由数组创建流
   Employee[] employees = new Employee[10];
   Stream<Employee> stream2 = Arrays.stream(employees);
   

3. 由值创建流：

   可以使用静态方法Stream.of(), 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

   • public static<T> Stream<T> of(T... values) : 返回一个流

   // 由值创建流
   Stream<String> stream3 = Stream.of("a", "b", "c");
   

4. 由函数创建流：创建无限流：可以使用静态方法Stream.iterate() 和Stream.generate(), 创建无限流。

   • 迭代
     public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)
   • 生成
     public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)

   // 由函数创建流：创建无限流
   // 迭代
   Stream<Integer> stream4 = Stream.iterate(0, x -> x + 2);
   stream4.limit(10).forEach(System.out::println);
   // 生成
   Stream.generate(() -> Math.random()).limit(5).forEach(System.out::println);
   

2. 中间操作

一个中间操作链，对数据源的数据进行处理。

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“惰性求值”。

筛选与切片

方法	描述
filter(Predicatep)	接收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() {
    // 中间操作
    employees.stream().filter(e -> {
        System.out.println("中间操作");
        return e.getAge() > 35;
    }).limit(2).forEach(System.out::println);
}

映射

方法	描述
map(Functionf)	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。
mapToDouble(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。
mapToInt(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。
mapToLong(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另一个流，然后把所有流连接成一个流

@Test
public void test5() {
    List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d", "e");
    list.stream().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);

    employees.stream().map(Employee::getName).forEach(System.out::println);
}

排序

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

@Test
public void test7() {
    List<String> list = Arrays.asList("c", "d", "e", "a", "b");
    list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
}

3. 终止操作(终端操作)

一个终止操作，执行中间操作链，并产生结果。

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 。

[外链图片转存失败(img-WDKetPVT-1566828333367)(C:UsersduniqbAppDataRoamingTypora ypora-user-images1566654613650.png)]

查找与匹配

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(Predicatep)	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
count()	返回流中元素总数
max(Comparatorc)	返回流中最大值
min(Comparatorc)	返回流中最小值
forEach(Consumerc)	内部迭代(使用Collection 接口需要用户去做迭代，称为外部迭代。相反，Stream API 使用内部迭代——它帮你把迭代做了)

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