Java8新特性--Lambda表达式

从java8出现以来lambda是最重要的特性之一，它可以让我们用简洁流畅的代码完成一个功能。 很长一段时间java被吐槽是冗余和缺乏函数式编程能力的语言，随着函数式编程的流行java8种也引入了 这种编程风格。

什么是lambda?

lambda表达式是一段可以传递的代码，它的核心思想是将面向对象中的传递数据变成传递行为。 我们回顾一下在使用java8之前要做的事，之前我们编写一个线程时是这样的：

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Runnable r = new Runnable() {     @Override     public void run() {         System.out.println("do something.");          } }

也有人会写一个类去实现Runnable接口，这样做没有问题，我们注意这个接口中只有一个run方法， 当把Runnable对象给Thread对象作为构造参数时创建一个线程，运行后将输出do something.。 我们使用匿名内部类的方式实现了该方法。

这实际上是一个代码即数据的例子，在run方法中是线程要执行的一个任务，但上面的代码中任务内容已经被规定死了。 当我们有多个不同的任务时，需要重复编写如上代码。

设计匿名内部类的目的，就是为了方便 Java 程序员将代码作为数据传递。不过，匿名内部 类还是不够简便。 为了执行一个简单的任务逻辑，不得不加上 6 行冗繁的样板代码。那如果是lambda该怎么做?

1	Runnable r = () -> System.out.println("do something.");

嗯，这代码看起来很酷，你可以看到我们用()和->的方式完成了这件事，这是一个没有名字的函数，也没有人和参数，再简单不过了。 使用->将参数和实现逻辑分离，当运行这个线程的时候执行的是->之后的代码片段，且编译器帮助我们做了类型推导； 这个代码片段可以是用{}包含的一段逻辑。下面一起来学习一下lambda的语法。

基础语法

在lambda中我们遵循如下的表达式来编写：

1	expression = (variable) -> action

• variable: 这是一个变量,一个占位符。像x,y,z,可以是多个变量；
• action: 这里我称它为action, 这是我们实现的代码逻辑部分,它可以是一行代码也可以是一个代码片段。

可以看到Java中lambda表达式的格式：参数、箭头、以及动作实现，当一个动作实现无法用一行代码完成，可以编写 一段代码用{}包裹起来。

lambda表达式可以包含多个参数,例如：

1	int sum = (x, y) -> x + y;

这时候我们应该思考这段代码不是之前的x和y数字相加，而是创建了一个函数，用来计算两个操作数的和。 后面用int类型进行接收，在lambda中为我们省略去了return。

函数式接口

函数式接口是只有一个方法的接口，用作lambda表达式的类型。前面写的例子就是一个函数式接口，来看看jdk中的Runnable源码

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@FunctionalInterface public interface Runnable {     /**      * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used      * to create a thread, starting the thread causes the object's      * <code>run</code> method to be called in that separately executing      * thread.      * <p>      * The general contract of the method <code>run</code> is that it may      * take any action whatsoever.      *      * @see     java.lang.Thread#run()      */     public abstract void run(); }

这里只有一个抽象方法run，实际上你不写public abstract也是可以的，在接口中定义的方法都是public abstract的。 同时也使用注解@FunctionalInterface告诉编译器这是一个函数式接口，当然你不这么写也可以，标识后明确了这个函数中 只有一个抽象方法，当你尝试在接口中编写多个方法的时候编译器将不允许这么干。

尝试函数式接口

我们来编写一个函数式接口，输入一个年龄，判断这个人是否是成人。

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public class FunctionInterfaceDemo {     @FunctionalInterface     interface Predicate<T> {         boolean test(T t);     }     /**      * 执行Predicate判断      *      * @param age       年龄      * @param predicate Predicate函数式接口      * @return          返回布尔类型结果      */     public static boolean doPredicate(int age, Predicate<Integer> predicate) {         return predicate.test(age);     }           public static void main(String[] args) {         boolean isAdult = doPredicate(20, x -> x >= 18);         System.out.println(isAdult);     } }

从这个例子我们很轻松的完成 是否是成人 的动作，其次判断是否是成人，在此之前我们的做法一般是编写一个 判断是否是成人的方法，是无法将 判断 共用的。而在本例只，你要做的是将 行为 (判断是否是成人，或者是判断是否大于30岁) 传递进去，函数式接口告诉你结果是什么。

实际上诸如上述例子中的接口，伟大的jdk设计者为我们准备了java.util.function包

我们前面写的Predicate函数式接口也是JDK种的一个实现，他们大致分为以下几类：

消费型接口示例

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public static void donation(Integer money, Consumer<Integer> consumer){     consumer.accept(money);  } public static void main(String[] args) {     donation(1000, money -> System.out.println("好心的麦乐迪为Blade捐赠了"+money+"元")) ; }

供给型接口示例

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public static List<Integer> supply(Integer num, Supplier<Integer> supplier){        List<Integer> resultList = new ArrayList<Integer>()   ;        for(int x=0;x<num;x++)             resultList.add(supplier.get());        return resultList ; } public static void main(String[] args) {     List<Integer> list = supply(10,() -> (int)(Math.random()*100));     list.forEach(System.out::println); }

函数型接口示例

转换字符串为Integer

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public static Integer convert(String str, Function<String, Integer> function) {     return function.apply(str); } public static void main(String[] args) {     Integer value = convert("28", x -> Integer.parseInt(x)); }

断言型接口示例

筛选出只有2个字的水果

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public static List<String> filter(List<String> fruit, Predicate<String> predicate){     List<String> f = new ArrayList<>();     for (String s : fruit) {         if(predicate.test(s)){             f.add(s);         }     }     return f; } public static void main(String[] args) {     List<String> fruit = Arrays.asList("香蕉", "哈密瓜", "榴莲", "火龙果", "水蜜桃");     List<String> newFruit = filter(fruit, (f) -> f.length() == 2);     System.out.println(newFruit); }

默认方法

在Java语言中，一个接口中定义的方法必须由实现类提供实现。但是当接口中加入新的API时， 实现类按照约定也要修改实现，而Java8的API对现有接口也添加了很多方法，比如List接口中添加了sort方法。 如果按照之前的做法，那么所有的实现类都要实现sort方法，JDK的编写者们一定非常抓狂。

幸运的是我们使用了Java8，这一问题将得到很好的解决，在Java8种引入新的机制，支持在接口中声明方法同时提供实现。 这令人激动不已，你有两种方式完成 1.在接口内声明静态方法 2.指定一个默认方法。

我们来看看在JDK8中上述List接口添加方法的问题是如何解决的

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default void sort(Comparator<? super E> c) {     Object[] a = this.toArray();     Arrays.sort(a, (Comparator) c);     ListIterator<E> i = this.listIterator();     for (Object e : a) {         i.next();         i.set((E) e);     } }

翻阅List接口的源码，其中加入一个默认方法default void sort(Comparator<? super E> c)。 在返回值之前加入default关键字，有了这个方法我们可以直接调用sort方法进行排序。

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List<Integer> list = Arrays.asList(2, 7, 3, 1, 8, 6, 4); list.sort(Comparator.naturalOrder()); System.out.println(list);

Comparator.naturalOrder()是一个自然排序的实现，这里可以自定义排序方案。你经常看到使用Java8操作集合的时候可以直接foreach的原因也是在Iterable接口中也新增了一个默认方法：forEach，该方法功能和 for 循环类似，但是允许 用户使用一个Lambda表达式作为循环体。

例子:

public class LambdaTest {


    public static void main(String[] arg){

        int num = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
        System.out.println("处理器数: " + num);

        //1.用lambda表达式实现Runnable
        // Java 8之前：
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Before Java8, too much code for too little to do");
            }
        }).start();
        //Java 8方式：
        new Thread( () -> System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!") ).start();
        new Thread( () -> {
            System.out.println("In Java8, Lambda expression rocks !!");
        }).start();


        //2.使用lambda表达式对列表进行迭代
        String[] atp = {"Rafael Nadal", "Novak Djokovic",
                "Stanislas Wawrinka",
                "David Ferrer","Roger Federer",
                "Andy Murray","Tomas Berdych",
                "Juan Martin Del Potro"};
        List<String> players =  Arrays.asList(atp);
        // 以前的循环方式
        for (String player : players) {
            System.out.print(player + "; ");
        }

        // 使用 lambda 表达式以及函数操作(functional operation)
        players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));
        // 在 Java 8 中使用双冒号操作符(double colon operator)
        players.forEach(System.out::println);


        //3.使用Lambdas排序集合
        //使用匿名内部类进行排序
//        players.sort(new Comparator<String>() {
//            @Override
//            public int compare(String o1, String o2) {
//                return (o1.compareTo(o2));
//            }
//        });
       // System.out.println("排序后: ");
       // players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));
        //使用Lambda
        Comparator<String> sortByName = (String s1, String s2) -> (s1.compareTo(s2));
        Collections.sort(players, sortByName);
        System.out.println("排序后: ");
        players.forEach((player) -> System.out.print(player + "; "));


        //使用lambda表达式和函数式接口Predicate
        System.out.println("测试Predicate");
        testPredicate();



    }


    public static void testPredicate(){
        List<Person> javaProgrammers = new ArrayList<Person>() {
            {
                add(new Person("Elsdon", "Jaycob", "Java programmer", "male", 43, 2000));
                add(new Person("Tamsen", "Brittany", "Java programmer", "female", 23, 1500));
                add(new Person("Floyd", "Donny", "Java programmer", "male", 33, 1800));
                add(new Person("Sindy", "Jonie", "Java programmer", "female", 32, 1600));
                add(new Person("Vere", "Hervey", "Java programmer", "male", 22, 1200));
                add(new Person("Maude", "Jaimie", "Java programmer", "female", 27, 1900));
                add(new Person("Shawn", "Randall", "Java programmer", "male", 30, 2300));
                add(new Person("Jayden", "Corrina", "Java programmer", "female", 35, 1700));
                add(new Person("Palmer", "Dene", "Java programmer", "male", 33, 2000));
                add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 34, 1300));
            }
        };

        List<Person> phpProgrammers = new ArrayList<Person>() {
            {
                add(new Person("Jarrod", "Pace", "PHP programmer", "male", 34, 1550));
                add(new Person("Clarette", "Cicely", "PHP programmer", "female", 23, 1200));
                add(new Person("Victor", "Channing", "PHP programmer", "male", 32, 1600));
                add(new Person("Tori", "Sheryl", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
                add(new Person("Osborne", "Shad", "PHP programmer", "male", 32, 1100));
                add(new Person("Rosalind", "Layla", "PHP programmer", "female", 25, 1300));
                add(new Person("Fraser", "Hewie", "PHP programmer", "male", 36, 1100));
                add(new Person("Quinn", "Tamara", "PHP programmer", "female", 21, 1000));
                add(new Person("Alvin", "Lance", "PHP programmer", "male", 38, 1600));
                add(new Person("Evonne", "Shari", "PHP programmer", "female", 40, 1800));
            }
        };


        System.out.println("所有java程序员的姓名:");
        javaProgrammers.forEach((p) ->System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));

        System.out.println("所有php程序员的姓名:");
        phpProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));


        //Consumer是java8的函数式接口
        System.out.println("给程序员加薪 5% :");
        Consumer<Person> giveRaise = e -> e.setSalary(e.getSalary() / 100 * 5 + e.getSalary());
        javaProgrammers.forEach(giveRaise);
        phpProgrammers.forEach(giveRaise);



        System.out.println("下面是月薪超过 $1,400 的PHP程序员:");
        phpProgrammers.stream()
                .filter((p) -> (p.getSalary() > 1400))
                .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));


        // 定义 filters
        Predicate<Person> ageFilter = (p) -> (p.getAge() > 25);
        Predicate<Person> salaryFilter = (p) -> (p.getSalary() > 1400);
        Predicate<Person> genderFilter = (p) -> ("female".equals(p.getGender()));

        System.out.println("下面是年龄大于 24岁且月薪在$1,400以上的女PHP程序员:");
        phpProgrammers.stream()
                .filter(ageFilter)
                .filter(salaryFilter)
                .filter(genderFilter)
                .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));

        // 重用filters
        System.out.println("年龄大于 24岁的女性 Java programmers:");
        javaProgrammers.stream()
                .filter(ageFilter)
                .filter(genderFilter)
                .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));


        System.out.println("最前面的3个 Java programmers:");
        javaProgrammers.stream()
                .limit(3)
                .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));


        System.out.println("最前面的3个女性 Java programmers:");
        javaProgrammers.stream()
                .filter(genderFilter)
                .limit(3)
                .forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; ", p.getFirstName(), p.getLastName()));


        //排序
        System.out.println("根据 name 排序,并显示前5个 Java programmers:");
        List<Person> sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
                .stream()
                .sorted((p, p2) -> (p.getFirstName().compareTo(p2.getFirstName())))
                .limit(5)
                .collect(Collectors.toList());

        sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));

        System.out.println("根据 salary 排序 Java programmers:");
        sortedJavaProgrammers = javaProgrammers
                .stream()
                .sorted( (p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()) )
                .collect(Collectors.toList());

        sortedJavaProgrammers.forEach((p) -> System.out.printf("%s %s; %n", p.getFirstName(), p.getLastName()));


        //min和max方法
        System.out.println("工资最低的 Java programmer:");
        Person pers = javaProgrammers
                .stream()
                .min((p1, p2) -> (p1.getSalary() - p2.getSalary()))
                .get();

        System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", pers.getFirstName(), pers.getLastName(), pers.getSalary());

        System.out.println("工资最高的 Java programmer:");
        Person person = javaProgrammers
                .stream()
                .max((p, p2) -> (p.getSalary() - p2.getSalary()))
                .get();

        System.out.printf("Name: %s %s; Salary: $%,d.", person.getFirstName(), person.getLastName(), person.getSalary());




        System.out.println("将 PHP programmers 的 first name 拼接成字符串:");
        String phpDevelopers = phpProgrammers
                .stream()
                .map(Person::getFirstName)
                .collect(Collectors.joining(" ; ")); // 在进一步的操作中可以作为标记(token)
        System.out.println(phpDevelopers);

        System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 Set:");
        Set<String> javaDevFirstName = javaProgrammers
                .stream()
                .map(Person::getFirstName)
                .collect(Collectors.toSet());

        System.out.println("将 Java programmers 的 first name 存放到 TreeSet:");
        TreeSet<String> javaDevLastName = javaProgrammers
                .stream()
                .map(Person::getLastName)
                .collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new));


        //Streams 还可以是并行的(parallel). Stream是对集合的包装
        System.out.println("计算付给 Java programmers 的所有money:");
        int totalSalary = javaProgrammers
                .parallelStream()
                .mapToInt(p -> p.getSalary())
                .sum();

        //使用summaryStatistics方法获得stream 中元素的各种汇总数据。
        // 接下来,我们可以访问这些方法,比如getMax, getMin, getSum或getAverage:
        //计算 count, min, max, sum, and average for numbers
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        IntSummaryStatistics stats = numbers
                .stream()
                .mapToInt((x) -> x)
                .summaryStatistics();

        System.out.println("List中最大的数字 : " + stats.getMax());
        System.out.println("List中最小的数字 : " + stats.getMin());
        System.out.println("所有数字的总和   : " + stats.getSum());
        System.out.println("所有数字的平均值 : " + stats.getAverage());
    }
}

public class Person {

    private String firstName, lastName, job, gender;
    private int salary, age;

    public Person(String firstName, String lastName, String job,
                  String gender, int age, int salary)       {
        this.firstName = firstName;
        this.lastName = lastName;
        this.gender = gender;
        this.age = age;
        this.job = job;
        this.salary = salary;
    }

    public String getFirstName() {
        return firstName;
    }

    public void setFirstName(String firstName) {
        this.firstName = firstName;
    }

    public String getLastName() {
        return lastName;
    }

    public void setLastName(String lastName) {
        this.lastName = lastName;
    }

    public String getJob() {
        return job;
    }

    public void setJob(String job) {
        this.job = job;
    }

    public String getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    public int getSalary() {
        return salary;
    }

    public void setSalary(int salary) {
        this.salary = salary;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}