java 8新特性--函数式编程

　　最近实习过程中发现业务代码的编写多用Stream流，Optional类等等，发现这是Java 8中的新特性，对于集合类的操作非常便捷，于是抽空学习了一下Java 8 中的新特性。

Java8

• 修改原因：

　　抽象级别不够，面对大型数据集合操作，处理复杂，并行低效。

• 变化：

• • 集合类API的增加;
  • Java 8中的另一个变化是引入了默认方法和接口的静态方法，它改变了人们认识类库的方式，接口中的方法也可以包含代码体了。

 

 

lambda表达式

　　lambda表达式将行为像数据一样进行传递。使用操作符->，左边为参数（有时可以显式地声明参数类型），右边为执行的操作。

 

 

函数式接口

1. 定义

　　函数式接口本质上就是一个接口，里面只有一个抽象方法，用作 Lambda 表达式的类型。Java8中新增了java.util.function接口，函数式接口广泛用在支持lambda表达式的API中。这些接口有一个抽象方法，会被lambda表达式的定义所覆盖。

• 如果在某个接口上声明了@FunctionalInterface注解，那么编译器就会按照函数式接口的的定义来要求该接口。
• 如果一个接口只有一个抽象方法，不管有多少个默认方法，有没有@FunctionalInterface注解，都是函数式接口。

 

2. java.util.function中核心函数式接口

接口	参数	返回值	主要方法
Predicate<T>	T	boolean	boolean test(T t)
Consumer<T>	T	void	void accept(T t)
Function<T,R>	T	R	R apply(T t)
Supplier<T>	None	T	T get()

 

3. 引用/实现函数式接口的方法

• lambda表达式
• 方法引用

　　Java 方法引用是Java 8随着Lambda表达式引入的新特性。其使用条件是：Lambda表达式的主体仅包含一个表达式，且Lambda表达式只调用了一个已经存在的方法；被引用的方法的参数列表和返回值与Lambda表达式的输入输出一致。

• • 类名::静态方法名，例如Math::abs
  • 引用名(对象名)::实例方法名，例如this::equals
  • 类名::实例方法名，例如String::concat

• 构造方法引用实现对应的实例

• • 类名::new

 

类库

public interface Iterable<T> {

    Iterator<T> iterator();

    default void forEach(Consumer<? super T> action) {
        Objects.requireNonNull(action);
        for (T t : this) {
            action.accept(t);
        }
    }
    ...
}

 

1. 默认方法

　　Java8对接口进行了增强，接口中也可以有具体的方法实现了，不过必须要在方法之前加上修饰符default称为default method即默认方法。

• default 关键字只能在接口中使用（以及用在 switch 语句的 default 分支），不能用在抽象类中。
• 和抽象方法的区别：抽象方法，接口的子类需要实现；默认方法，接口的子类不需要实现，可以直接使用。
• 方法不能够重写（覆盖） Object 中的方法，却可以重载Object 中的方法。eg：toString、equals、 hashCode 不能在接口中被覆盖，却可以被重载。
• 多重继承下的三定律：

• • 类胜于接口。如果在继承链中有方法体或抽象的方法声明，那么就可以忽略接口中定义的方法。
  • 子类胜于父类。如果一个接口继承了另一个接口，且两个接口都定义了一个默认方法，那么子类中定义的方法胜出。
  • 没有规则三。如果上面两条规则不适用，子类要么需要实现该方法，要么将该方法声明为抽象方法

2. 静态方法

　　在接口中的方法签名前加上了 static 关键字。

 

3. Optional类

　　Optional 类(java.util.Optional) 是一个容器类，是为核心类库新设计的一个数据类型，用来替换 null 值。其API中的常用方法有：

• Optional.ofNullable(T t)：若 t 不为 null，创建 Optional 实例，否则创建空实例
• isPresent()：判断是否包含值
• get()：返回该对象，有可能返回 null
• orElse(T t)：如果调用对象包含值，返回该值，否则返回t
• orElseGet(Supplier s)：如果调用对象包含值，返回该值，否则返回 s 获取的值。 Supplier接口就一个get方法，无入参，出参要和Optional的对象同类型。

 

 

Stream流

　　Stream流和 java.io 包下的 InputStream 和 OutputStream 其实没有关系，他是Java8中新增的部分，极大的便捷了对于集合的遍历操作。集合主要是数据，而流主要是计算。

　　使用stream流的优势在于它仅暴露一个Stream接口，很好地封装了内部的数据结构，用户在实际操作中无论如何使用都不会影响内部的List或Set。

 

创建流

• 数组：Arrays.stream()或者Stream.of();
• 集合Collection：.stream()方法

 

stream流的中间操作

• filter()

　　从流中过滤出我们需要的数据流

//找出数字开头的字符串
List<String> beginningWithNumbers = new ArrayList<>(); 
for(String value : asList("a", "1abc", "abc1")) {
    if (isDigit(value.charAt(0))) { 
        beginningWithNumbers.add(value);
    } 
}

//转化为如下，过滤后值为TRUE的元素保留，转化为list
List<String> beginningWithNumbers 
= Stream.of("a", "1abc", "abc1")
    .filter(value -> isDigit(value.charAt(0))) 
    .collect(toList());

 

• map()

　　映射，通过函数操作把一个流中的元素转化成新的流中的元素

　　参数/返回值：接收的是一个 Function类型的参数（Java 8 新增的一个函数式接口，接受一个输入参数 T，返回一个结果 R，Function 接口是只包含一个参数的普通函数接口）

• flatMap()

　　假如你的集合流中包含子集合，那么使用flatMap可以返回该子集合的集合流，也就是说返回集合中元素铺展开形成的流。

　　flatMap/map区别：好比说现在有两个班的学生，每个班10人，map()返回值为两个班的集合，而flatmap()返回值为20个学生的集合。

 

• distinct()

　　去重，返回无重复元素的结果。

 

• min()/max()

　　求最值，只需要传递一个Comparator的comparing()方法即可，就可以进行比较，从而获取最大和最小值。

//求这组数中最大值
Integer maxNumber = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
                    .max(Comparator.comparing(Integer::valueOf))
                    .get();

 

• reduce()

　　reduce() 方法的主要作用是把 Stream 中的元素组合起来，从一组值生成一个值，它有两种用法：

• • Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator)

　　　　没有初始值，只有一个参数，就是运算规则，此时返回 Optional。运算规则可以是 Lambda 表达式（比如 (a, b) -> a + b），也可以是类名::方法名（比如 Integer::sum）。

• • T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator)

　　　　有初始值，有运算规则，两个参数，此时返回的类型和起始值类型一致。

 

转换流

• collect()

 

 

 

Reference

[1]Richard Warburton, 王群锋. Java 8函数式编程. 人民邮电出版社, 2015.

[2]Raoul-Gabriel Urma, Mario Fusco, Alan Mycroft. Java 8实战.