JDK8新特性

JDK8新特性
主要内容
- 自定义函数式接口
- 函数式编程
- 常用函数式接口
- Stream流
- 方法引用
学习目标
- 能够使用@FunctionalInterface注解
- 能够自定义无参无返回函数式接口
- 能够自定义有参有返回函数式接口
- 能够理解Lambda延迟执行的特点
- 能够使用Lambda作为方法的参数
- 能够使用Lambda作为方法的返回值
- 能够使用Supplier函数式接口
- 能够使用Consumer函数式接口
- 能够使用Function<T, R>函数式接口
- 能够使用Predicate函数式接口
- 能够理解流与集合相比的优点
- 能够理解流的延迟执行特点
- 能够通过集合、映射或数组获取流
- 能够掌握常用的流操作
- 能够使用输出语句的方法引用
- 能够通过4种方式使用方法引用
- 能够使用类和数组的构造器引用
第一章函数式接口

1.1 概念

函数式接口在Java中是指：有且仅有一个抽象方法的接口。

函数式接口，即适用于函数式编程场景的接口。而Java中的函数式编程体现就是Lambda，所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口。只有确保接口中有且仅有一个抽象方法，Java中的Lambda才能顺利地进行推导。

备注：“语法糖”是指使用更加方便，但是原理不变的代码语法。例如在遍历集合时使用的for-each语法，其实底层的实现原理仍然是迭代器，这便是“语法糖”。从应用层面来讲，Java中的Lambda可以被当做是匿名内部类的“语法糖”，但是二者在原理上是不同的。

1.2 格式

只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可：
```
修饰符 interface 接口名称 {
	public abstract 返回值类型 方法名称(可选参数信息);
	// 其他非抽象方法内容
}
```
由于接口当中抽象方法的public abstract是可以省略的，所以定义一个函数式接口很简单：
```
public interface MyFunctionalInterface {	
	void myMethod();
}
```
1.3 @FunctionalInterface注解

与@Override注解的作用类似，Java 8中专门为函数式接口引入了一个新的注解：@FunctionalInterface。该注解可用于一个接口的定义上：
```
@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
	void myMethod();
}
```
一旦使用该注解来定义接口，编译器将会强制检查该接口是否确实有且仅有一个抽象方法，否则将会报错。需要注意的是，即使不使用该注解，只要满足函数式接口的定义，这仍然是一个函数式接口，使用起来都一样。

1.4 自定义函数式接口

对于刚刚定义好的MyFunctionalInterface函数式接口，典型使用场景就是作为方法的参数：
```
public class Demo09FunctionalInterface {	
	// 使用自定义的函数式接口作为方法参数
	private static void doSomething(MyFunctionalInterface inter) {
		inter.myMethod(); // 调用自定义的函数式接口方法
	}

	public static void main(String[] args) {
		// 调用使用函数式接口的方法
		doSomething(() -> System.out.println("Lambda执行啦！"));
	}
}
```
第二章函数式编程

在兼顾面向对象特性的基础上，Java语言通过Lambda表达式与方法引用等，为开发者打开了函数式编程的大门。下面我们做一个初探。

2.1 Lambda的延迟执行

有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以作为解决方案，提升性能。

性能浪费的日志案例

注:日志可以帮助我们快速的定位问题，记录程序运行过程中的情况，以便项目的监控和优化。

一种典型的场景就是对参数进行有条件使用，例如对日志消息进行拼接后，在满足条件的情况下进行打印输出：
```
public class Demo01Logger {
	private static void log(int level, String msg) {
    	if (level == 1) {
      		System.out.println(msg);
    	}
	}

	public static void main(String[] args) {
    	String msgA = "Hello";
    	String msgB = "World";
    	String msgC = "Java";

    	log(1, msgA + msgB + msgC);
	}
}
```
这段代码存在问题：无论级别是否满足要求，作为log方法的第二个参数，三个字符串一定会首先被拼接并传入方法内，然后才会进行级别判断。如果级别不符合要求，那么字符串的拼接操作就白做了，存在性能浪费。

备注：SLF4J是应用非常广泛的日志框架，它在记录日志时为了解决这种性能浪费的问题，并不推荐首先进行字符串的拼接，而是将字符串的若干部分作为可变参数传入方法中，仅在日志级别满足要求的情况下才会进行字符串拼接。例如：LOGGER.debug("变量{}的取值为{}。", "os", "macOS")，其中的大括号{}为占位符。如果满足日志级别要求，则会将“os”和“macOS”两个字符串依次拼接到大括号的位置；否则不会进行字符串拼接。这也是一种可行解决方案，但Lambda可以做到更好。

体验Lambda的更优写法

使用Lambda必然需要一个函数式接口：
```
@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {  
	String buildMessage();
}
```
然后对log方法进行改造：
```
public class Demo02LoggerLambda {
	private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
    	if (level == 1) {
      		System.out.println(builder.buildMessage());
    	}
	}

	public static void main(String[] args) {
    	String msgA = "Hello";
    	String msgB = "World";
    	String msgC = "Java";

    	log(1, () -> msgA + msgB + msgC );
	}
}
```
这样一来，只有当级别满足要求的时候，才会进行三个字符串的拼接；否则三个字符串将不会进行拼接。

证明Lambda的延迟

下面的代码可以通过结果进行验证：
```
public class Demo03LoggerDelay {
	private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
    	if (level == 1) {
      		System.out.println(builder.buildMessage());
    	}
	}

	public static void main(String[] args) {
    	String msgA = "Hello";
    	String msgB = "World";
    	String msgC = "Java";

    	log(2, () -> {
        	System.out.println("Lambda执行！");
        	return msgA + msgB + msgC;
    	});
	}
}
```
从结果中可以看出，在不符合级别要求的情况下，Lambda将不会执行。从而达到节省性能的效果。

扩展：实际上使用内部类也可以达到同样的效果，只是将代码操作延迟到了另外一个对象当中通过调用方法来完成。而是否调用其所在方法是在条件判断之后才执行的。

2.2 使用Lambda作为参数和返回值

如果抛开实现原理不说，Java中的Lambda表达式可以被当作是匿名内部类的替代品。如果方法的参数是一个函数式接口类型，那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法参数，其实就是使用函数式接口作为方法参数。

例如java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口，假设有一个startThread方法使用该接口作为参数，那么就可以使用Lambda进行传参。这种情况其实和Thread类的构造方法参数为Runnable没有本质区别。
```
public class Demo04Runnable {
	private static void startThread(Runnable task) {
  		new Thread(task).start();
	}

	public static void main(String[] args) {
  		startThread(() -> System.out.println("线程任务执行！"));
	}
}
```
类似地，如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口，那么就可以直接返回一个Lambda表达式。当需要通过一个方法来获取一个java.util.Comparator接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取。
```
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

public class Demo06Comparator {
	private static Comparator<String> newComparator() {
  		return (a, b) -> b.length() - a.length();
	}

	public static void main(String[] args) {
    	String[] array = { "abc", "ab", "abcd" };
    	System.out.println(Arrays.toString(array));
    	Arrays.sort(array, newComparator());
    	System.out.println(Arrays.toString(array));
	}
}
```
其中直接return一个Lambda表达式即可。

第三章常用函数式接口

JDK提供了大量常用的函数式接口以丰富Lambda的典型使用场景，它们主要在java.util.function包中被提供。下面是最简单的几个接口及使用示例。

3.1 Supplier接口

java.util.function.Supplier<T>接口仅包含一个无参的方法：T get()。用来获取一个泛型参数指定类型的对象数据。由于这是一个函数式接口，这也就意味着对应的Lambda表达式需要“对外提供”一个符合泛型类型的对象数据。
```
import java.util.function.Supplier;

public class Demo08Supplier {
	private static String getString(Supplier<String> function) {
  		return function.get();
	}

	public static void main(String[] args) {
    	String msgA = "Hello";
    	String msgB = "World";
    	System.out.println(getString(() -> msgA + msgB));
	}
}
```
练习：求数组元素最大值

题目

使用Supplier接口作为方法参数类型，通过Lambda表达式求出int数组中的最大值。提示：接口的泛型请使用java.lang.Integer类。

解答
```
public class Demo02Test {
	//定一个方法,方法的参数传递Supplier,泛型使用Integer
	public static int getMax(Supplier<Integer> sup){
    	return sup.get();
	}

	public static void main(String[] args) {
    	int arr[] = {2,3,4,52,333,23};

    	//调用getMax方法,参数传递Lambda
    	int maxNum = getMax(()->{
       	//计算数组的最大值
       	int max = arr[0];
       	for(int i : arr){
        	if(i>max){
            	max = i;
           	}
       	}
       	return max;
    	});
    	System.out.println(maxNum);
	}
}
```
3.3 Consumer接口

java.util.function.Consumer<T>接口则正好与Supplier接口相反，它不是生产一个数据，而是消费一个数据，其数据类型由泛型决定。

抽象方法：accept

Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。基本使用如：
```
import java.util.function.Consumer;

public class Demo09Consumer {
	private static void consumeString(Consumer<String> function) {
  		function.accept("Hello");
	}

	public static void main(String[] args) {
    	consumeString(s -> System.out.println(s));
	}
}
```
当然，更好的写法是使用方法引用。

默认方法：andThen

如果一个方法的参数和返回值全都是Consumer类型，那么就可以实现效果：消费数据的时候，首先做一个操作，然后再做一个操作，实现组合。而这个方法就是Consumer接口中的default方法andThen。下面是JDK的源代码：
```
default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
	Objects.requireNonNull(after);
	return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
}
```
备注：java.util.Objects的requireNonNull静态方法将会在参数为null时主动抛出NullPointerException异常。这省去了重复编写if语句和抛出空指针异常的麻烦。

要想实现组合，需要两个或多个Lambda表达式即可，而andThen的语义正是“一步接一步”操作。例如两个步骤组合的情况：
```
import java.util.function.Consumer;

public class Demo10ConsumerAndThen {
	private static void consumeString(Consumer<String> one, Consumer<String> two) {
  		one.andThen(two).accept("Hello");
	}

	public static void main(String[] args) {
    	consumeString(
        	s -> System.out.println(s.toUpperCase()),
        	s -> System.out.println(s.toLowerCase()));
	}
}
```
运行结果将会首先打印完全大写的HELLO，然后打印完全小写的hello。当然，通过链式写法可以实现更多步骤的组合。

3.4 练习：格式化打印信息

题目

下面的字符串数组当中存有多条信息，请按照格式“姓名：XX。性别：XX。”的格式将信息打印出来。要求将打印姓名的动作作为第一个Consumer接口的Lambda实例，将打印性别的动作作为第二个Consumer接口的Lambda实例，将两个Consumer接口按照顺序“拼接”到一起。
```
public static void main(String[] args) {
	String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" };
}
```
解答
```
import java.util.function.Consumer;

public class DemoConsumer {
	public static void main(String[] args) {
    	String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" };
    	printInfo(s -> System.out.print("姓名：" + s.split(",")[0]),
              	  s -> System.out.println("。性别：" + s.split(",")[1] + "。"),
              	  array);
	}

	private static void printInfo(Consumer<String> one, Consumer<String> two, String[] array) {
    	for (String info : array) {
        	one.andThen(two).accept(info); // 姓名：迪丽热巴。性别：女。
    	}
	}
}
```
3.5 Predicate接口

有时候我们需要对某种类型的数据进行判断，从而得到一个boolean值结果。这时可以使用java.util.function.Predicate<T>接口。

抽象方法：test

Predicate接口中包含一个抽象方法：boolean test(T t)。用于条件判断的场景：
```
import java.util.function.Predicate;

public class Demo15PredicateTest {
	private static void method(Predicate<String> predicate) {
    	boolean veryLong = predicate.test("HelloWorld");
    	System.out.println("字符串很长吗：" + veryLong);
	}

	public static void main(String[] args) {
    	method(s -> s.length() > 5);
	}
}
```
条件判断的标准是传入的Lambda表达式逻辑，此处为只要字符串长度大于5则认为很长。

默认方法：and

既然是条件判断，就会存在与、或、非三种常见的逻辑关系。其中将两个Predicate条件使用“与”逻辑连接起来实现“并且”的效果时，可以使用default方法and。其JDK源码为：
```
default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
	Objects.requireNonNull(other);
	return (t) -> test(t) && other.test(t);
}
```
如果要判断一个字符串既要包含大写“H”，又要包含大写“W”，那么：
```
import java.util.function.Predicate;

public class Demo16PredicateAnd {
	private static void method(Predicate<String> one, Predicate<String> two) {
    	boolean isValid = one.and(two).test("Helloworld");
    	System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid);
	}

	public static void main(String[] args) {
    	method(s -> s.contains("H"), s -> s.contains("W"));
	}
}
```
默认方法：or

与and的“与”类似，默认方法or实现逻辑关系中的“或”。JDK源码为：
```
default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
	Objects.requireNonNull(other);
	return (t) -> test(t) || other.test(t);
}
```
如果希望实现逻辑“字符串包含大写H或者包含大写W”，那么代码只需要将“and”修改为“or”名称即可，其他都不变：
```
import java.util.function.Predicate;

public class Demo16PredicateAnd {
	private static void method(Predicate<String> one, Predicate<String> two) {
    	boolean isValid = one.or(two).test("Helloworld");
    	System.out.println("字符串符合要求吗：" + isValid);
	}

	public static void main(String[] args) {
    	method(s -> s.contains("H"), s -> s.contains("W"));
	}
}
```
默认方法：negate

“与”、“或”已经了解了，剩下的“非”（取反）也会简单。默认方法negate的JDK源代码为：
```
default Predicate<T> negate() {
	return (t) -> !test(t);
}
```
从实现中很容易看出，它是执行了test方法之后，对结果boolean值进行“!”取反而已。一定要在test方法调用之前调用negate方法，正如and和or方法一样：
```
import java.util.function.Predicate;

public class Demo17PredicateNegate {
	private static void method(Predicate<String> predicate) {
    	boolean veryLong = predicate.negate().test("HelloWorld");
    	System.out.println("字符串很长吗：" + veryLong);
	}

	public static void main(String[] args) {
  		method(s -> s.length() < 5);
	}
}
```
3.6 练习：集合信息筛选

题目

数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下，请通过Predicate接口的拼装将符合要求的字符串筛选到集合ArrayList中，需要同时满足两个条件：
1. 必须为女生。
2. 姓名为4个字。
  
  public class DemoPredicate {
  public static void main(String[] args) {
  String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" };
  }
  }
解答
```
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

public class DemoPredicate {
	public static void main(String[] args) {
    	String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" };
    	List<String> list = filter(array,
                               	   s -> "女".equals(s.split(",")[1]),
                                   s -> s.split(",")[0].length() == 4);
    	System.out.println(list);
	}

	private static List<String> filter(String[] array, Predicate<String> one, 
                                   Predicate<String> two) {
    	List<String> list = new ArrayList<>();
    	for (String info : array) {
        	if (one.and(two).test(info)) {
            	list.add(info);
        	}
    	}
    	return list;
	}
}
```
3.7 Function接口

java.util.function.Function<T,R>接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据，前者称为前置条件，后者称为后置条件。

抽象方法：apply

Function接口中最主要的抽象方法为：R apply(T t)，根据类型T的参数获取类型R的结果。

使用的场景例如：将String类型转换为Integer类型。
```
import java.util.function.Function;

public class Demo11FunctionApply {
	private static void method(Function<String, Integer> function) {
    	int num = function.apply("10");
    	System.out.println(num + 20);
	}

	public static void main(String[] args) {
    	method(s -> Integer.parseInt(s));
	}
}
```
当然，最好是通过方法引用的写法。

默认方法：andThen

Function接口中有一个默认的andThen方法，用来进行组合操作。JDK源代码如：
```
default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
	Objects.requireNonNull(after);
	return (T t) -> after.apply(apply(t));
}
```
该方法同样用于“先做什么，再做什么”的场景，和Consumer中的andThen差不多：
```
import java.util.function.Function;

public class Demo12FunctionAndThen {
	private static void method(Function<String, Integer> one, Function<Integer, Integer> two) {
    	int num = one.andThen(two).apply("10");
    	System.out.println(num + 20);
	}

	public static void main(String[] args) {
    	method(str->Integer.parseInt(str)+10, i -> i *= 10);
	}
}
```
第一个操作是将字符串解析成为int数字，第二个操作是乘以10。两个操作通过andThen按照前后顺序组合到了一起。

请注意，Function的前置条件泛型和后置条件泛型可以相同。

3.8 练习：自定义函数模型拼接

题目

请使用Function进行函数模型的拼接，按照顺序需要执行的多个函数操作为：
```
String str = "赵丽颖,20";
```
1. 将字符串截取数字年龄部分，得到字符串；
2. 将上一步的字符串转换成为int类型的数字；
3. 将上一步的int数字累加100，得到结果int数字。
解答
```
import java.util.function.Function;

public class DemoFunction {
	public static void main(String[] args) {
    	String str = "赵丽颖,20";
    	int age = getAgeNum(str, s -> s.split(",")[1],
                        	s ->Integer.parseInt(s),
                        	n -> n += 100);
    	System.out.println(age);
	}

	private static int getAgeNum(String str, Function<String, String> one,
                             	 Function<String, Integer> two,
                             	 Function<Integer, Integer> three) {
    	return one.andThen(two).andThen(three).apply(str);
	}
}
```
第四章 Stream流

说到Stream便容易想到I/O Stream，而实际上，谁规定“流”就一定是“IO流”呢？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。

4.1 引言

传统集合的多步遍历代码

几乎所有的集合（如Collection接口或Map接口等）都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，除了必需的添加、删除、获取外，最典型的就是集合遍历。例如：
```
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo01ForEach {
	public static void main(String[] args) {
    	List<String> list = new ArrayList<>();
    	list.add("张无忌");
    	list.add("周芷若");
    	list.add("赵敏");
    	list.add("张强");
    	list.add("张三丰");
    	for (String name : list) {
      		System.out.println(name);
    	}
	}  
}
```
这是一段非常简单的集合遍历操作：对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。

循环遍历的弊端

Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么（What），而不是怎么做（How），这点此前已经结合内部类进行了对比说明。现在，我们仔细体会一下上例代码，可以发现：
- for循环的语法就是“怎么做”
- for循环的循环体才是“做什么”
为什么使用循环？因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗？遍历是指每一个元素逐一进行处理，而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的，后者是方式。

试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：
1. 将集合A根据条件一过滤为子集B；
2. 然后再根据条件二过滤为子集C。
那怎么办？在Java 8之前的做法可能为：
```
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo02NormalFilter {
	public static void main(String[] args) {
  		List<String> list = new ArrayList<>();
    	list.add("张无忌");
    	list.add("周芷若");
    	list.add("赵敏");
    	list.add("张强");
    	list.add("张三丰");

    	List<String> zhangList = new ArrayList<>();
    	for (String name : list) {
        	if (name.startsWith("张")) {
          		zhangList.add(name);
        	}
    	}

    	List<String> shortList = new ArrayList<>();
    	for (String name : zhangList) {
        	if (name.length() == 3) {
          		shortList.add(name);
        	}
    	}

    	for (String name : shortList) {
      		System.out.println(name);
    	}
	}
}
```
这段代码中含有三个循环，每一个作用不同：
1. 首先筛选所有姓张的人；
2. 然后筛选名字有三个字的人；
3. 最后进行对结果进行打印输出。
每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么？不是。循环是做事情的方式，而不是目的。另一方面，使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历，只能再使用另一个循环从头开始。

Stream的更优写法

下面来看一下借助Java 8的Stream API，什么才叫优雅：
```
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo03StreamFilter {
	public static void main(String[] args) {
    	List<String> list = new ArrayList<>();
    	list.add("张无忌");
    	list.add("周芷若");
    	list.add("赵敏");
    	list.add("张强");
    	list.add("张三丰");

    	list.stream()
      		.filter(s -> s.startsWith("张"))
        	.filter(s -> s.length() == 3)
        	.forEach(System.out::println);
	}
}
```
直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义：获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历，我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。

4.2 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”。

当需要对多个元素进行操作（特别是多步操作）的时候，考虑到性能及便利性，我们应该首先拼好一个“模型”步骤方案，然后再按照方案去执行它。

这张图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作，这是一种集合元素的处理方案，而方案就是一种“函数模型”。图中的每一个方框都是一个“流”，调用指定的方法，可以从一个流模型转换为另一个流模型。而最右侧的数字3是最终结果。

这里的filter、map、skip都是在对函数模型进行操作，集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法count执行的时候，整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性。

备注：“Stream流”其实是一个集合元素的函数模型，它并不是集合，也不是数据结构，其本身并不存储任何元素（或其地址值）。

Stream（流）是一个来自数据源的元素队列
- 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或者增强for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，流可以直接调用遍历方法。
当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操作获取想要的结果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道。

4.3 获取流

java.util.stream.Stream<T>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。
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。
```
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;

public class Demo04GetStream {
	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();
	}
}
```
根据Map获取流

java.util.Map接口不是Collection的子接口，且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征，所以获取对应的流需要分key、value或entry等情况：
```
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Stream;

public class Demo05GetStream {
	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();
	}
}
```
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：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo06GetStream {
	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。

4.4 常用方法

流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种：
- 延迟方法：返回值类型仍然是Stream接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。）
- 终结方法：返回值类型不再是Stream接口自身类型的方法，因此不再支持类似StringBuilder那样的链式调用。本小节中，终结方法包括count和forEach方法。
备注：本小节之外的更多方法，请自行参考API文档。

逐一处理：forEach

虽然方法名字叫forEach，但是与for循环中的“for-each”昵称不同。
```
void forEach(Consumer<? super T> action);
```
该方法接收一个Consumer接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。

复习Consumer接口
```
java.util.function.Consumer<T>接口是一个消费型接口。
Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。
```
基本使用：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo12StreamForEach {
	public static void main(String[] args) {
    	Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    	stream.forEach(name-> System.out.println(name));
	}
}
```
过滤：filter

可以通过filter方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名：
```
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
```
该接口接收一个Predicate函数式接口参数（可以是一个Lambda或方法引用）作为筛选条件。

复习Predicate接口

在上面我们已经学习过java.util.stream.Predicate函数式接口，其中唯一的抽象方法为：
```
boolean test(T t);
```
该方法将会产生一个boolean值结果，代表指定的条件是否满足。如果结果为true，那么Stream流的filter方法将会留用元素；如果结果为false，那么filter方法将会舍弃元素。

基本使用

Stream流中的filter方法基本使用的代码如：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo07StreamFilter {
	public static void main(String[] args) {
    	Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    	Stream<String> result = original.filter(s -> s.startsWith("张"));
	}
}
```
在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件：必须姓张。

映射：map

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。方法签名：
```
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
```
该接口需要一个Function函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

复习Function接口

在上面我们已经学习过java.util.stream.Function函数式接口，其中唯一的抽象方法为：
```
R apply(T t);
```
这可以将一种T类型转换成为R类型，而这种转换的动作，就称为“映射”。

基本使用

Stream流中的map方法基本使用的代码如：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo08StreamMap {
	public static void main(String[] args) {
    	Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
    	Stream<Integer> result = original.map(str->Integer.parseInt(str));
	}
}
```
这段代码中，map方法的参数通过方法引用，将字符串类型转换成为了int类型（并自动装箱为Integer类对象）。

统计个数：count

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();
```
该方法返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。基本使用：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo09StreamCount {
	public static void main(String[] args) {
    	Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    	Stream<String> result = original.filter(s -> s.startsWith("张"));
    	System.out.println(result.count()); // 2
	}
}
```
取用前几个：limit

limit方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名：
```
Stream<T> limit(long maxSize);
```
参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。基本使用：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo10StreamLimit {
	public static void main(String[] args) {
    	Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    	Stream<String> result = original.limit(2);
    	System.out.println(result.count()); // 2
	}
}
```
跳过前几个：skip

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<T> skip(long n);
```
如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo11StreamSkip {
	public static void main(String[] args) {
    	Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    	Stream<String> result = original.skip(2);
    	System.out.println(result.count()); // 1
	}
}
```
组合：concat

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 <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
```
备注：这是一个静态方法，与java.lang.String当中的concat方法是不同的。

该方法的基本使用代码如：
```
import java.util.stream.Stream;

public class Demo12StreamConcat {
	public static void main(String[] args) {
    	Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌");
    	Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山");
    	Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
	}
}
```
4.5 练习：集合元素处理（传统方式）

题目

现在有两个ArrayList集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以下若干操作步骤：
1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
6. 根据姓名创建Person对象；存储到一个新集合中。
7. 打印整个队伍的Person对象信息。
两个队伍（集合）的代码如下：
```
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class DemoArrayListNames {
	public static void main(String[] args) {
   	//第一支队伍
    	ArrayList<String> one = new ArrayList<>();

    	one.add("迪丽热巴");
    	one.add("宋远桥");
    	one.add("苏星河");
    	one.add("石破天");
    	one.add("石中玉");
    	one.add("老子");
    	one.add("庄子");
    	one.add("洪七公");

    	//第二支队伍
    	ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
    	two.add("古力娜扎");
    	two.add("张无忌");
    	two.add("赵丽颖");
    	two.add("张三丰");
    	two.add("尼古拉斯赵四");
    	two.add("张天爱");
    	two.add("张二狗");
		// ....
	}
}
```
而Person类的代码为：
```
public class Person {

	private String name;

	public Person() {}

	public Person(String name) {
    	this.name = name;
	}

	@Override
	public String toString() {
    	return "Person{name='" + name + "'}";
	}

	public String getName() {
    	return name;
	}

	public void setName(String name) {
    	this.name = name;
	}
}
```
解答

既然使用传统的for循环写法，那么：
```
public class DemoArrayListNames {
	public static void main(String[] args) {
    	List<String> one = new ArrayList<>();
    	// ...

    	List<String> two = new ArrayList<>();
    	// ...

    	// 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；
    	List<String> oneA = new ArrayList<>();
    	for (String name : one) {
        	if (name.length() == 3) {
            	oneA.add(name);
        	}
    	}

    	// 第一个队伍筛选之后只要前3个人；
    	List<String> oneB = new ArrayList<>();
    	for (int i = 0; i < 3; i++) {
        	oneB.add(oneA.get(i));
    	}

    	// 第二个队伍只要姓张的成员姓名；
    	List<String> twoA = new ArrayList<>();
    	for (String name : two) {
        	if (name.startsWith("张")) {
            	twoA.add(name);
        	}
    	}

    	// 第二个队伍筛选之后不要前2个人；
    	List<String> twoB = new ArrayList<>();
    	for (int i = 2; i < twoA.size(); i++) {
        	twoB.add(twoA.get(i));
    	}

    	// 将两个队伍合并为一个队伍；
    	List<String> totalNames = new ArrayList<>();
    	totalNames.addAll(oneB);
    	totalNames.addAll(twoB);

    	// 根据姓名创建Person对象；
    	List<Person> totalPersonList = new ArrayList<>();
    	for (String name : totalNames) {
        	totalPersonList.add(new Person(name));
    	}

    	// 打印整个队伍的Person对象信息。
    	for (Person person : totalPersonList) {
        	System.out.println(person);
    	}
	}
}
```
运行结果为：
```
Person{name='宋远桥'}
Person{name='苏星河'}
Person{name='石破天'}
Person{name='张天爱'}
Person{name='张二狗'}
```
4.6 练习：集合元素处理（Stream方式）

题目

将上一题当中的传统for循环写法更换为Stream流式处理方式。两个集合的初始内容不变，Person类的定义也不变。

解答

等效的Stream流式处理代码为：
```
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class DemoStreamNames {
	public static void main(String[] args) {
    	List<String> one = new ArrayList<>();
    	// ...

    	List<String> two = new ArrayList<>();
    	// ...

    	// 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；
    	// 第一个队伍筛选之后只要前3个人；
    	Stream<String> streamOne = one.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3);

    	// 第二个队伍只要姓张的成员姓名；
    	// 第二个队伍筛选之后不要前2个人；
    	Stream<String> streamTwo = two.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).skip(2);

    	// 将两个队伍合并为一个队伍；
    	// 根据姓名创建Person对象；
    	// 打印整个队伍的Person对象信息。
    	Stream.concat(streamOne, streamTwo).map(Person::new).forEach(System.out::println);
	}
}
```
运行效果完全一样：
```
Person{name='宋远桥'}
Person{name='苏星河'}
Person{name='石破天'}
Person{name='张天爱'}
Person{name='张二狗'}
```
双冒号（::）运算符在Java 8中被用作方法引用（method reference），方法引用是与lambda表达式相关的一个重要特性。它提供了一种不执行方法的方法。在下面详细介绍。

第五章方法引用

在使用Lambda表达式的时候，我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案：拿什么参数做什么操作。那么考虑一种情况：如果我们在Lambda中所指定的操作方案，已经有地方存在相同方案，那是否还有必要再写重复逻辑？

5.1 冗余的Lambda场景

来看一个简单的函数式接口以应用Lambda表达式：
```
@FunctionalInterface
public interface Printable {
  	void print(String str);
}
```
在Printable接口当中唯一的抽象方法print接收一个字符串参数，目的就是为了打印显示它。那么通过Lambda来使用它的代码很简单：
```
public class Demo01PrintSimple {
    private static void printString(Printable data) {
      	data.print("Hello, World!");
    }

    public static void main(String[] args) {
      	printString(s -> System.out.println(s));
    }
}
```
其中printString方法只管调用Printable接口的print方法，而并不管print方法的具体实现逻辑会将字符串打印到什么地方去。而main方法通过Lambda表达式指定了函数式接口Printable的具体操作方案为：拿到String（类型可推导，所以可省略）数据后，在控制台中输出它。

5.2 问题分析

这段代码的问题在于，对字符串进行控制台打印输出的操作方案，明明已经有了现成的实现，那就是System.out对象中的println(String)方法。既然Lambda希望做的事情就是调用println(String)方法，那何必自己手动调用呢？

5.3 用方法引用改进代码

能否省去Lambda的语法格式（尽管它已经相当简洁）呢？只要“引用”过去就好了：
```
public class Demo02PrintRef {
    private static void printString(Printable data) {
        data.print("Hello, World!");
    }

    public static void main(String[] args) {
      	printString(System.out::println);
    }
}
```
其中的双冒号::写法，这被称为“方法引用”，而双冒号是一种新的语法。

5.4 方法引用符

双冒号::为引用运算符，而它所在的表达式被称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中，那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。

语义分析

例如上例中，System.out对象中有一个重载的println(String)方法恰好就是我们所需要的。那么对于printString方法的函数式接口参数，对比下面两种写法，完全等效：
- Lambda表达式写法：s -> System.out.println(s)
- 方法引用写法：System.out::println
第一种语义是指：拿到参数之后经Lambda之手，继而传递给System.out.println方法去处理。

第二种等效写法的语义是指：直接让System.out中的println方法来取代Lambda。两种写法的执行效果完全一样，而第二种方法引用的写法复用了已有方案，更加简洁。

注:Lambda 中传递的参数一定是方法引用中的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常

推导与省略

如果使用Lambda，那么根据“可推导就是可省略”的原则，无需指定参数类型，也无需指定的重载形式——它们都将被自动推导。而如果使用方法引用，也是同样可以根据上下文进行推导。

函数式接口是Lambda的基础，而方法引用是Lambda的孪生兄弟。

下面这段代码将会调用println方法的不同重载形式，将函数式接口改为int类型的参数：
```
@FunctionalInterface
public interface PrintableInteger {
  	void print(int str);
}
```
由于上下文变了之后可以自动推导出唯一对应的匹配重载，所以方法引用没有任何变化：
```
public class Demo03PrintOverload {
    private static void printInteger(PrintableInteger data) {
      	data.print(1024);
    }

    public static void main(String[] args) {
      	printInteger(System.out::println);
    }
}
```
这次方法引用将会自动匹配到println(int)的重载形式。

5.5 通过对象名引用成员方法

这是最常见的一种用法，与上例相同。如果一个类中已经存在了一个成员方法：
```
public class MethodRefObject {
    public void printUpperCase(String str) {
      	System.out.println(str.toUpperCase());
    }
}
```
函数式接口仍然定义为：
```
@FunctionalInterface
public interface Printable {
  	void print(String str);
}
```
那么当需要使用这个printUpperCase成员方法来替代Printable接口的Lambda的时候，已经具有了MethodRefObject类的对象实例，则可以通过对象名引用成员方法，代码为：
```
public class Demo04MethodRef {
    private static void printString(Printable lambda) {
      	lambda.print("Hello");
    }

    public static void main(String[] args) {
        MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
        printString(obj::printUpperCase);
    }
}
```
5.6 通过类名称引用静态方法

由于在java.lang.Math类中已经存在了静态方法abs，所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时，有两种写法。首先是函数式接口：
```
@FunctionalInterface
public interface Calcable {
  	int calc(int num);
}
```
第一种写法是使用Lambda表达式：
```
public class Demo05Lambda {
    private static void method(int num, Calcable lambda) {
      	System.out.println(lambda.calc(num));
    }

    public static void main(String[] args) {
      	method(-10, n -> Math.abs(n));
    }
}
```
但是使用方法引用的更好写法是：
```
public class Demo06MethodRef {
    private static void method(int num, Calcable lambda) {
      	System.out.println(lambda.calc(num));
    }

    public static void main(String[] args) {
      	method(-10, Math::abs);
    }
}
```
在这个例子中，下面两种写法是等效的：
- Lambda表达式：n -> Math.abs(n)
- 方法引用：Math::abs
5.7 通过super引用成员方法

如果存在继承关系，当Lambda中需要出现super调用时，也可以使用方法引用进行替代。首先是函数式接口：
```
@FunctionalInterface
public interface Greetable {
  	void greet();
}
```
然后是父类Human的内容：
```
public class Human {
    public void sayHello() {
      	System.out.println("Hello!");
    }
}
```
最后是子类Man的内容，其中使用了Lambda的写法：
```
public class Man extends Human {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("大家好,我是Man!");
    }

    //定义方法method,参数传递Greetable接口
    public void method(Greetable g){
        g.greet();
    }

    public void show(){
        //调用method方法,使用Lambda表达式
        method(()->{
            //创建Human对象,调用sayHello方法
            new Human().sayHello();
        });
        //简化Lambda
        method(()->new Human().sayHello());
        //使用super关键字代替父类对象
        method(()->super.sayHello());
    }
}
```
但是如果使用方法引用来调用父类中的sayHello方法会更好，例如另一个子类Woman：
```
public class Man extends Human {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("大家好,我是Man!");
    }

    //定义方法method,参数传递Greetable接口
    public void method(Greetable g){
        g.greet();
    }

    public void show(){
        method(super::sayHello);
    }
}
```
在这个例子中，下面两种写法是等效的：
- Lambda表达式：() -> super.sayHello()
- 方法引用：super::sayHello
5.8 通过this引用成员方法

this代表当前对象，如果需要引用的方法就是当前类中的成员方法，那么可以使用“this::成员方法”的格式来使用方法引用。首先是简单的函数式接口：
```
@FunctionalInterface
public interface Richable {
   	void buy();
}
```
下面是一个丈夫Husband类：
```
public class Husband {
    private void marry(Richable lambda) {
      	lambda.buy();
    }

    public void beHappy() {
      	marry(() -> System.out.println("买套房子"));
    }
}
```
开心方法beHappy调用了结婚方法marry，后者的参数为函数式接口Richable，所以需要一个Lambda表达式。但是如果这个Lambda表达式的内容已经在本类当中存在了，则可以对Husband丈夫类进行修改：
```
public class Husband {
    private void buyHouse() {
      	System.out.println("买套房子");
    }

    private void marry(Richable lambda) {
      	lambda.buy();
    }

    public void beHappy() {
      	marry(() -> this.buyHouse());
    }
}
```
如果希望取消掉Lambda表达式，用方法引用进行替换，则更好的写法为：
```
public class Husband {
    private void buyHouse() {
      	System.out.println("买套房子");
    }

    private void marry(Richable lambda) {
      	lambda.buy();
    }

    public void beHappy() {
      	marry(this::buyHouse);
    }
}
```
在这个例子中，下面两种写法是等效的：
- Lambda表达式：() -> this.buyHouse()
- 方法引用：this::buyHouse
5.9 类的构造器引用

由于构造器的名称与类名完全一样，并不固定。所以构造器引用使用类名称::new的格式表示。首先是一个简单的Person类：
```
public class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
```
然后是用来创建Person对象的函数式接口：
```
public interface PersonBuilder {
    Person buildPerson(String name);
}
```
要使用这个函数式接口，可以通过Lambda表达式：
```
public class Demo09Lambda {
    public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
      	System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
    }

    public static void main(String[] args) {
      	printName("赵丽颖", name -> new Person(name));
    }
}
```
但是通过构造器引用，有更好的写法：
```
public class Demo10ConstructorRef {
    public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
      	System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
    }

    public static void main(String[] args) {
      	printName("赵丽颖", Person::new);
    }
}
```
在这个例子中，下面两种写法是等效的：
- Lambda表达式：name -> new Person(name)
- 方法引用：Person::new
5.10 数组的构造器引用

数组也是Object的子类对象，所以同样具有构造器，只是语法稍有不同。如果对应到Lambda的使用场景中时，需要一个函数式接口：
```
@FunctionalInterface
public interface ArrayBuilder {
  	int[] buildArray(int length);
}
```
在应用该接口的时候，可以通过Lambda表达式：
```
public class Demo11ArrayInitRef {   
    private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
      	return builder.buildArray(length);
    }

    public static void main(String[] args) {
      	int[] array = initArray(10, length -> new int[length]);
    }
}
```
但是更好的写法是使用数组的构造器引用：
```
public class Demo12ArrayInitRef {
    private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
      	return builder.buildArray(length);
    }

    public static void main(String[] args) {
      	int[] array = initArray(10, int[]::new);
    }
}
```
在这个例子中，下面两种写法是等效的：
- Lambda表达式：length -> new int[length]
- 方法引用：int[]::new
相关阅读:
binutils工具集之---objcopy，ranlib，size,strings，strip
FreeRtos——多任务
 IntelliJ Idea 常用快捷键
 了解Spring-boot-starter常用依赖模块
 Spring Boot项目的内嵌容器
 Spring Boot 简介
 webstorm的个性化设置settings
webstorm使用心得
 webstorm快捷键
 WebStorm使用快速入门
原文地址：https://www.cnblogs.com/p1ng/p/12286944.html

主要内容

学习目标

第一章 函数式接口

1.1 概念

1.2 格式

1.3 @FunctionalInterface注解

1.4 自定义函数式接口

第二章 函数式编程

2.1 Lambda的延迟执行

性能浪费的日志案例

体验Lambda的更优写法

证明Lambda的延迟

2.2 使用Lambda作为参数和返回值

第三章 常用函数式接口

3.1 Supplier接口

练习：求数组元素最大值

题目

解答

3.3 Consumer接口

抽象方法：accept

默认方法：andThen

3.4 练习：格式化打印信息

题目

解答

3.5 Predicate接口

抽象方法：test

默认方法：and

默认方法：or

默认方法：negate

3.6 练习：集合信息筛选

题目

解答

3.7 Function接口

抽象方法：apply

默认方法：andThen

3.8 练习：自定义函数模型拼接

题目

解答

第四章 Stream流

4.1 引言

传统集合的多步遍历代码

循环遍历的弊端

Stream的更优写法

4.2 流式思想概述

4.3 获取流

根据Collection获取流

根据Map获取流

根据数组获取流

4.4 常用方法

逐一处理：forEach

复习Consumer接口

基本使用：

过滤：filter

复习Predicate接口

基本使用

映射：map

复习Function接口

基本使用

统计个数：count

取用前几个：limit

跳过前几个：skip

组合：concat

4.5 练习：集合元素处理（传统方式）

题目

解答

4.6 练习：集合元素处理（Stream方式）

题目

解答

第五章 方法引用

5.1 冗余的Lambda场景

5.2 问题分析

5.3 用方法引用改进代码

5.4 方法引用符

语义分析

推导与省略

5.5 通过对象名引用成员方法

5.6 通过类名称引用静态方法

5.7 通过super引用成员方法

5.8 通过this引用成员方法

第一章函数式接口

第二章函数式编程

第三章常用函数式接口

第五章方法引用