Java学习笔记之函数式接口 Stream流
0x00 概述
本文涉及Java知识点：函数式接口，Stream流。
0x01 函数式接口
1.1 函数式接口概述
-
概念
有且仅有一个抽象方法的接口 -
如果检测一个接口是不是函数式接口
@FunctionalInterface
放在接口定义的上方：如果接口是函数式接口，编译通过；如果不是，编译失败 -
注意事项
我们自己定义函数式接口的时候，@FunctionalInterface是可选的，就算我不写这个注解，只要保证满足函数式接口定义的条件，也照样式函数式接口。但是，建议加上该注解
1.2 函数式接口作为方法参数
- 需求
定义一个类(RunnableDemo)，在类中提供两个方法
一个方法是：startThread(Runnable r)方法参数Runnable是一个函数式接口
一个方法是主方法，在主方法中调用startThread方法 - 示例
package RunnableDemo;
public class RunnableDemo {
public static void main(String[] args) {
// 在主方法中调用startThread方法
// 匿名内部类的方式
startThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程启动了");
}
});
// Lambda方式
startThread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "线程启动了"));
}
private static void startThread(Runnable r) {
new Thread(r).start();
}
}
1.3 函数式接口作为方法的返回值
-
需求
定义一个类(ComparatorDemo),在类中提供两个方法
一个方法是：Comparator getComparator()方法返回值 -
示例
package ComparatorDemo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
public class ComparatorDemo {
public static void main(String[] args) {
// 定义集合，存储字符元素
ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();
array.add("cccc");
array.add("aa");
array.add("b");
array.add("ddd");
System.out.println("排序前： " + array);
System.out.println("-----------------");
Collections.sort(array, getComparator());
System.out.println("排序后：" + array);
}
private static Comparator<String> getComparator() {
/*
// 匿名内部类的方式实现
return new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
return o1.length() - o2.length();
}
};
*/
// Lambda方式实现
return (s1, s2) -> s1.length() - s2.length();
}
}
1.4 常用函数式接口之Supplier
- Supplier接口
Supplier接口也被称为生产型接口，如果我们指定了接口的泛型类型，那么接口中的get方法就会生产指定类型的数据供我们使用
- 常用方法
只有一个无参的方法
- 示例
package SupplierDemo;
import java.util.function.Supplier;
public class SupplierDemo {
public static void main(String[] args) {
String s = getString(() -> "Alice");
System.out.println(s);
Integer i = getInteger(() -> 30);
System.out.println(i);
}
// 定义一个方法，返回一个整数数据
private static Integer getInteger(Supplier<Integer> sup) {
return sup.get();
}
// 定义一个方法，返回一个字符串数据
private static String getString(Supplier<String> sup) {
return sup.get();
}
}
1.5 Supplier接口练习之获取最大值
- 需求
定义一个类(SupplierTest)，在类中提供两个方法
一个方法是：int getMax(Supplier sup)用于返回一个int数组中的最大值
一个方法是主方法，在主方法中调用getMax方法
- 示例
package SupplierTest;
import java.util.function.Supplier;
public class SupplierTest {
public static void main(String[] args) {
// 定义一个int数组
int[] arr = {19, 50, 28, 37, 46};
int maxValue = getMax(() -> {
int max = arr[0];
for(int i =1;i<arr.length;i++) {
if(arr[i] > max) {
max = arr[i];
}
}
return max;
});
System.out.println(maxValue);
}
// 返回一个int数组中最大的值
private static int getMax(Supplier<Integer> sup) {
return sup.get();
}
}
1.6 常用函数接口之Consumer
- Consumer接口
Consumer接口也被称为消费型接口，它消费的数据的数据类型由由泛型指定
- 常用方法
Consumer：包含两个方法
- 示例
package ConsumerDemo;
import java.util.function.Consumer;
public class ConsumerDemo {
public static void main(String[] args) {
// 操作一
operatorString("Alice", s -> System.out.println(s));
// 操作二
operatorString("Alice", s -> System.out.println(
new StringBuilder(s).reverse().toString()
));
System.out.println("--------");
// 传入两个操作使用andThen完成
operatorString("Alice", s -> System.out.println(s), s ->
System.out.println(new StringBuilder(s).reverse().toString()));
}
// 定义一个方法，用不同的方式消费同一个字符串数据两次
private static void operatorString(String name, Consumer<String> con1, Consumer<String> con2) {
// con1.accept(name);
// con2.accept(name);
con1.andThen(con2).accept(name);
}
// 定义一个方法，消费一个字符串数据
private static void operatorString(String name, Consumer<String> con) {
con.accept(name);
}
}
1.7 Consumer接口练习之按要求打印信息
- 需求
String[] strArray = {"Alice,13", "Bob,12","Claire 15"};
字符串数组中有多条信息，请按照格式: "姓名： XX， 年龄： XX"的格式将信息打印出来
要求：
把打印姓名的动作作为第一个Consumer接口的Lambda实例
把打印年龄的动作作为第二个Consumer接口的Lambda实例
将两个Consumer接口按照顺序组合到一起使用
- 示例
package ConsumerTest;
import java.util.function.Consumer;
public class ConsumerTest {
public static void main(String[] args) {
String[] strArray = {"林青霞,30", "张曼玉,35", "王祖贤,33"};
printInfo(strArray,
str -> System.out.println("姓名： " + str.split(",")[0]),
str -> System.out.println(("年龄：") + Integer.parseInt(str.split(",")[1])));
}
private static void printInfo(String[] strArray, Consumer<String> con1, Consumer<String> con2) {
for (String str : strArray) {
con1.andThen(con2).accept(str);
}
}
}
1.8 常用函数接口之Predicate
-
Predicate接口
Predicate接口通常用于判断参数是否满足指定的条件 -
常用方法
-
示例
package PredicateDemo1;
import java.util.function.Predicate;
public class PredicateDemo1 {
public static void main(String[] args) {
boolean b1 = checkString("hello", s -> s.length() > 8);
System.out.println(b1);
boolean b2 = checkString("helloworld", s -> s.length() > 8);
System.out.println(b2);
}
//
private static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre) {
// return !pre.test(s)
return pre.negate().test(s);
}
}
package PredicateDemo2;
import java.util.function.Predicate;
public class PredicateDemo2 {
public static void main(String[] args) {
boolean b1 = checkString("hello", s -> s.length() > 8);
System.out.println(b1);
boolean b2 = checkString("helloworld", s -> s.length() > 8);
System.out.println(b2);
boolean b3 = checkString("hello", s -> s.length() > 8, s -> s.length() < 15);
System.out.println(b3);
boolean b4 = checkString("helloworld", s -> s.length() > 8, s -> s.length() < 15);
System.out.println(b4);
}
// 同一个字符串给出两个不同的判断条件，最后把这两个判断的结果做逻辑与运算，将该结果作为最终的结果返回
private static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2) {
return pre1.or(pre2).test(s);
}
// 判断给定的字符串是否满足要求
private static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre) {
return pre.test(s);
}
}
1.9 Predicate接口练习之筛选满足条件数据
-
练习描述
String[] strArray = {"Alice,13", "Bob,12","Claire 15"}
字符串数组中有多条信息，请通过Predicate接口的拼接将符合要求的字符串筛选到集合ArrayList中，并遍历ArrayList集合
同时满足如下要求： 姓名长度大于3；年龄大于13 -
分析
有两个判断条件，所以需要使用两个Predicate接口，对条件进行判断
必须同时满足两个条件，所以可以使用and方法连接两个判断条件 -
示例
package PredicateTest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.function.Predicate;
public class PredicateTest {
public static void main(String[] args) {
String[] strArray = {"Alice,13", "Bob,12", "Claire 15"};
ArrayList<String> arr = myFilter(strArray, s -> s.split(",")[0].length() > 2,
s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1] > 13));
for (String str : arr) {
System.out.println(str);
}
}
// 通过Predicate接口的拼装将符和要求的字符串筛选到集合ArrayList中
private static ArrayList<String> myFilter(String[] strArr,
Predicate<String> pre1,
Predicate<String> pre2) {
// 定义一个集合
ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();
// 遍历数组
for (String str : strArr) {
if (pre1.add(pre2).test(str)) {
array.add(str);
}
}
return array;
}
}
1.10 常用函数接口之Function
-
Function皆苦
Funcation<T,R>接口通常用于对参数进行处理，转换（处理逻辑由Lambda表达式实现），然后返回一个新的值 -
常用方法
-
示例
package FunctionDemo;
import java.util.function.Function;
public class FuncitonDemo {
public static void main(String[] args) {
// 操作一
convert("100", s -> Integer.parseInt(s));
// 操作二
convert(100, i -> String.valueOf(i + 666));
// 使用andThen的方式连续执行两个操作
convert("100", s -> Integer.parseInt(s), i -> String.valueOf(i + 666));
}
// 定义一个方法，把一个字符串转换成int类型，在控制台输出
private static void convert(String s, Function<String, Integer> fun) {
// Integer i = fun.apply(s);
int i = fun.apply(s);
System.out.println(i);
}
// 定义一个方法，把一个int类型的数据加上一个整数后，转为字符串在控制台输出
private static void convert(int i, Function<Integer, String> fun) {
String s = fun.apply(i);
System.out.println(s);
}
// 定义一个方法，把一个字符串转换成int类型，把int类型的数据加上一个整数后，转为字符在控制台输出
private static void convert(String s, Function<String, Integer> fun1, Function<Integer, String> fun2) {
String ss = fun1.addThen(fun2).apply(s);
System.out.println(ss);
}
}
1.11 Function接口练习之按照指定要求操作数据
-
练习描述
String s = "Alice，13"
请按照指定的要求进行操作：
将字符串截取得到的数字年龄部分
将上一步的年龄字符串转换成int类型的数据
将上一步的int数据加70，得到一个int结果，在控制台输出
通过Function接口来实现函数拼接 -
示例
package FunctionTest;
import java.util.function.Function;
public class FunctionTest {
public static void main(String[] args) {
String s = "Alice, 14";
convert(s, ss -> ss.split(",")[1], Integer::parseInt, i -> i + 70);
}
private static void convert(String s, Function<String, String> func1,
Function<String, Integer> func2, Function<Integer, Integer> fun3) {
int i = fun1.andThen(func2).andThen(func3).apply(s);
System.out.println(i);
}
}
0x02 Stream流
2.1 Stream流原理
-
需求
按照下面的要求完成集合的创建和遍历
创建一个集合，存储多个字符串元素
把集合中所有以“A”开头的元素存储到一个新的集合
把“A”开头的集合中长度为5的元素存储到一个新的集合
遍历上一步得到的集合 -
示例
package StreamDemo;
import java.sql.SQLSyntaxErrorException;
import java.util.ArrayList;
public class StreamDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合，存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Aio");
list.add("Archer");
list.add("Ajax");
list.add("Alice");
list.add("Bob");
list.add("Beta");
list.add("Charlie");
// 把集合中所有以A开头的元素存储到一个新的集合
ArrayList<String> Alist = new ArrayList<String>();
for(String s: Alist) {
if(s.startsWith("A")) {
Alist.add(s);
}
}
System.out.println(Alist);
System.out.println("---------");
// 把Alist内长度大于3的元素存储到一个新的结合
ArrayList<String> A3list = new ArrayList<String>();
for(String s: Alist) {
if(s.length() > 3) {
A3list.add(s);
}
}
System.out.println(A3list);
System.out.println("---------");
// Stream流改进
list.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).filter(s -> s.length() > 3).forEach(s -> System.out.println(s));
list.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).filter(s -> s.length() > 3).forEach(System.out::println);
}
}
- Stream流的好处
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A，过滤长度为5，逐一打印
Stream流把真正的函数式编程风格引入Java中
2.2 Stream流的常见生成方式
-
Stream流的思想
获取流，过滤A，过滤长度为5，逐一打印 -
生成Stream流的方式
Collection体系集合
使用默认方法stream()生成流，default Stream stream()
Map体系集合
把Map转成Set集合，间接的生成流
数组
通过Stream接口的静态方法of(T ...values)生成流 -
示例
package StreamDemo2;
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// Collection体系的集合可以用默认方法stream()生成流
List<String> list = new ArrayList<String>();
Stream<String> listStream = list.stream();
Set<String> set = new HashSet<String>();
Stream<String> setStream = set.stream();
// Map体系的集合间接的生成流
Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
Stream<Integer> valueStream = map.values().stream();
Stream<Map.Entry<String, Integer>> entryStream = map.entrySet().stream();
// 数组可以通过Stream接口的静态方法of(T... values)生成流
String[] strArray = {"Hello", "world", "Java"};
Stream<Stream> strArrayStream = Stream.of(strArray);
Stream<String> strArrayStream2 = Stream.of("Hello", "world", "Java");
Stream<Integer> intStream = Stream.of(10, 20, 30);
}
}
2.3 Stream流中间操作方法
-
概念
中间操作的意思，执行完此方法后，Stream流依然剋继续执行其他操作 -
常见方法
-
filter示例
package StreamDemo4;
import java.util.ArrayList;
public class StreamDemo4 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合，存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Aio");
list.add("Archer");
list.add("Ajax");
list.add("Alice");
list.add("Bob");
list.add("Beta");
list.add("Charlie");
// 需求1： 把list集合中以A开头的元素在控制台输出
list.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).forEach(System.out::println);
// 需求2：把list集合中长度为3的元素在控制台输出
list.stream().filter(s -> s.length() > 3).forEach(System.out::println);
// 需求3： 把list集合中以A开头且长度为3的元素在控制台输出
list.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).filter(s -> s.length() > 3).forEach(System.out::println);
}
}
- limit&skip示例
package StreamDemo3;
import java.util.ArrayList;
public class StreamDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合，存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Aio");
list.add("Archer");
list.add("Ajax");
list.add("Alice");
list.add("Bob");
list.add("Beta");
list.add("Charlie");
// 需求1： 取前3个数据在控制台输出
list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
System.out.println("---------");
// 需求2：跳过3个元素，把剩下的元素在控制台输出
list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);
System.out.println("----------");
// 需求3：跳过2个元素，把剩下的元素中前2个在控制台输出
list.stream().skip(2).limit(3).forEach(System.out::println);
}
}
- concat&distinct示例
package StreamDemo5;
import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamDemo5 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合，存储多个字符串集合
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Aio");
list.add("Archer");
list.add("Ajax");
list.add("Alice");
list.add("Bob");
list.add("Beta");
list.add("Charlie");
// 需求1： 取前4个数据组成一个流
Stream<String> s1 = list.stream().limit(4);
// 需求2：跳过2个数据组成一个流
Stream<String> s2 = list.stream().skip(2);
// 需求3：合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出
Stream.concat(s1, s2).forEach(System.out::println);
// 需求4： 合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出，要求字符串不能重复
Stream.concat(s1, s2).distinct().forEach(System.out::println);
}
}
- sorted示例
package StreamDemo6;
import java.util.ArrayList;
public class StreamDemo6 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合，存储多个字符串集合
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Aio");
list.add("Archer");
list.add("Ajax");
list.add("Alice");
list.add("Bob");
list.add("Beta");
list.add("Charlie");
// 需求1：按照字母顺序把数据在控制台输出
list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
// 需求2：按照字符串长度把数据在控制台输出
list.stream().sorted((s1, s2) -> {
int num = s1.length() - s2.length();
int num2 = num == 0 ? s1.compareTo(s2) : num;
return num2;
}).forEach(System.out::println);
}
}
- map&mapToInt示例
package StreamDemo7;
import java.util.ArrayList;
public class StreamDemo7 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合，存储多个字符串元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("10");
list.add("20");
list.add("30");
list.add("40");
list.add("50");
list.add("60");
// 需求：将集合中的字符串数据转换为整数后在控制台输出
list.stream().map(s -> Integer.parseInt(s)).forEach(System.out::println);
list.stream().map(Integer::parseInt).forEach(System.out::println);
list.stream().mapToInt(Integer::parseInt).forEach(System.out::println);
// int sum() 返回此流中元素的总和
int result = list.stream().mapToInt(Integer::parseInt).sum();
System.out.println(result);
}
}
2.4 Stream流终结操作方法
-
概念
终结操作的意思，执行完此方法后，Stream流将不能再执行其他操作 -
常见方法
-
示例
package StreamDemo8;
import java.util.ArrayList;
public class StreamDemo8 {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合，存储多个字符串集合
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Aio");
list.add("Archer");
list.add("Ajax");
list.add("Alice");
list.add("Bob");
list.add("Beta");
list.add("Charlie");
// 需求1：把集合中的元素在控制台输出
list.stream().forEach(System.out::println);
// 需求2：统计集合中有几个以A开头的元素，并把统计结果输出在控制台
long count = list.stream().filter(s -> s.startsWith("A")).count();
System.out.println(count);
}
}
2.5 Stream流综合练习
-
需求
现有两个ArrayList集合，分别存储6个男性和6名女性，要求完成如下操作- 男性只要名为为4个字的前三位
- 女性只要姓林的，且不要第一个
- 把过滤后的男性和女性名字拼接到一起
- 把上一步操作后的元素作为构造方法的参数创建对象，遍历数组
- 演员Actor类已提供
-
示例
package StreamTest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建集合
ArrayList<String> manList = new ArrayList<String>();
manList.add("周润发");
manList.add("成龙");
manList.add("刘德华");
manList.add("吴京");
manList.add("周星驰");
manList.add("李连杰");
ArrayList<String> womanList = new ArrayList<String>();
womanList.add("林心如");
womanList.add("张曼玉");
womanList.add("林青霞");
womanList.add("柳岩");
womanList.add("林志玲");
womanList.add("王祖贤");
/*
// 男演员只要名字为3个字的前三人
Stream<String> manStream = manList.stream().filter(s -> s.length() > 3).limit(3);
// 女演员只要姓林的，并且不要第一个
Stream<String> womanStream = womanList.stream().filter(s -> s.startsWith("林")).skip(1);
// 把过滤后的男演员和女演员合并到一起
Stream<String> stream = Stream.concat(manStream, womanStream);
// 把上一步操作后的元素作为构造方法的参数创建演员对象，遍历数据
stream.map(Actor::new).forEach(System.out::println);
Stream.map(Actor::new).forEach(p -> System.out.println(p.getName()));
*/
Stream.concat(manList.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3), s.startsWith("林")).
skip(1)).map(Actor::new).forEach(p -> System.out.println(p.getName()));
}
}
2.6 Stream流的收集操作
-
概念
对数据使用Stream流的方式操作完毕后，可以把流中的数据收集到集合中 -
常用方法
-
工具类Collector提供了具体的收集方式
-
示例
package CollectDemo;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;
public class CollectDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建List集合对象
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("Alice");
list.add("Bob");
list.add("Charlie");
list.add("Delta");
// 需求1： 得到名字为3个字的流
Stream<String> listStream = list.stream().filter(s -> s.length() == 3);
// 需求2：把使用Stream流操作完毕的数据
List<String> names = listStream.collect(Collectors.toList());
for (String name : names) {
System.out.println(name);
}
// 创建Set集合对象
Set<Integer> set = new HashSet<Integer>();
set.add(10);
set.add(20);
set.add(30);
set.add(40);
set.add(50);
set.add(60);
// 需求3： 得到年龄大于25的流
Stream<Integer> setStream = set.stream().filter(age -> age > 25);
// 需求4： 把使用Stream流操作完毕的数据收集到Set集合并遍历
Set<Integer> ages = setStream.collect(Collectors.toSet());
for (Integer age : ages) {
System.out.println(age);
}
// 定义一个字符串数组，每个字符串数组由姓名和年龄组合而成
String[] strArray = {"Alice, 13", "Bob, 14", "Charlie, 13", "Doggie, 15"};
// 需求5： 得到的字符串中年林个大雨13的流
Stream<String> arrayStream = Stream.of(strArray).filter
(s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1]) > 13);
// 需求6： 把使用Stream流操作完毕的数据收集到Map集合中并遍历，字符串中的姓名做键，年龄为值
Map<String, Integer> map = arrayStream.collect(Collectors.toMap(s -> s.split(",")[0],
s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1])));
Set<String> keySet = map.keySet();
for (String key : keySet) {
Integer value = map.get(key);
System.out.println(key + ", " + value);
}
}
}
