Java 8 Lambda 表达式
1.出现的背景
Java 是面向对象语言,除了部分简单数据类型,Java 中的一切都是对象,即使数组也是一种对象,每个类创建的实例也是对象。在 Java 中定义的函数或方法不可能完全独立,也不能将方法作为参数或返回一个方法给实例。 在 Java 8 以前,若我们想要把某些功能传递给某个方法,总要去写匿名类。 代码示例:
list.sort(new Comparator() { @Override public int compare(User o1, User o2) { return o1.getId()-o2.getId(); } }
在上面的例子里,为了对集合集合进行排序,我们为 Comparator 接口创建了一个它的匿名内部类对象,重写接口中的方法,来实现排序功能. 简而言之,在 Java 里将普通的方法或函数像参数一样传值并不简单,为此,Java 8 增加了一个语言级的新特性,名为 Lambda 表达式。
2.Lambda 表达式简介
Lambda 表达式是一个匿名函数,我们可以把 lambda 表达式理解为一段可以传递的代码(将代码段像数据一样传递)。使用它可以写出更简洁, 更灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格,使 java 语言的表达式能力得到的提升。 Lambda 表达式的本质只是一个"语法糖",由编译器推断并帮你转换包装为常规的代码,因此你可以使用更少的代码来实现同样的功能。
3.Lambda 表达式的结构
Lambda 表达式可以具有零个,一个或多个参数。 可以显式声明参数的类型,也可以由编译器自动从上下文推断参数的类型。例如 (int a,int b)与 (a,b)相同。 参数用小括号括起来,用逗号分隔。例如 (a, b) 或 (int a, int b) 或 (String a, int b, float c)。 空括号用于表示一组空的参数。例如 () -> 42。 当有且仅有一个参数时,如果不显式指明类型,则不必使用小括号。例如 a -> return a*a。 Lambda 表达式的正文可以包含零条,一条或多条语句。 如果 Lambda 表达式的正文只有一条语句,则大括号可不用写,且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。 如果 Lambda 表达式的正文有一条以上的语句必须包含在大括号(代码块)中,且表达式的返回值类型要与匿名函数的返回类型相同。 Java 中的 Lambda 表达式通常使用 (argument) -> {body}语法书写,例如:
//左侧:lambda 表达式的参数列表 //右侧:lambda 表达式中需要执行的功能,即 lambda 体 (arg1, arg2...) -> { body } (type1 arg1, type2 arg2...) -> { body }
以下是一些 Lambda 表达式的例子:
//无参数,无返回值,lambda 体中只有一行代码时,{}可以忽略 () -> System.out.println("Hello World"); //无参数,有返回值 () -> { return 3.1415 }; //有参数,无返回值 (String s) -> { System.out.println(s); } //有一个参数,无返回值 s -> { System.out.println(s); } //有多个参数,有返回值 (int a, int b) -> { return a + b; } //有多个参数,表达式参数类型可以不写,jvm 可以根据上下文进行类型推断 (a, b) -> { return a - b; }
4.什么是功能接口(Functional interface)
Lambda 表达式只支持函数式接口 也就是只有一个抽象方法的接口.功能接口是 java 8 中的新增功能,它们只允许一个抽象方法。这些接口也称为单抽象方法接口。Java 8 也引入了一个注释,即@FunctionalInterface,当你注释的接口违反了 Functional Interface 的契约时,它可以用于编译器级错误。 以下是自定义功能接口的示例:
@FunctionalInterface public interface WorkerInterface { public void doSomeWork(); }
正如其定义所述,功能接口只能有一个抽象方法。如果我们尝试在其中添加一个抽象方法,则会抛出编译时错误。例如:
@FunctionalInterface public interface WorkerInterface { public void doWork(); public void doMoreWork(); } //案例: @FunctionalInterface public interface Shape { void area(int a,int b); } Shape d = (a, b)->{System.out.println(a+b);}; d.area(1, 2);
课堂案例:
public class TestCar { public static void main(String[] args) { Car car1 = new Car(101, "car1"); Car car2 = new Car(102, "car2"); Car car3 = new Car(103, "car3"); Car car4 = new Car(104, "car4"); Car[] cars = {car2,car1,car4,car3}; /* java是面向对象的语言,向方法传递参数不能是单个函数. sort需要一个比较的函数,只能创建一个对象,将方法包装在对象中传递 可以通过创建匿名内部类对象,将比较函数包装起来. java8之后为了再次简化语法,推出lambda语言 lambda就是一个匿名函数,简化匿名内部类语法, 以后可以将匿名函数当做参数传递, 由java根据语言进行推断,补全常规代码 */ /*Arrays.sort(cars, new Comparator<Car>() { @Override public int compare(Car o1, Car o2) { return 0; } });*/ Arrays.sort(cars,(Car c1,Car c2)->{ return c1.getNum()-c2.getNum(); }); } }
Java8Stream
什么是 Stream?
Stream 是 Java8 的新特性,它允许你以声明式的方式处理数据集合,可以把它看作是遍历数据集的高级迭代器。此外与 stream 与 lambada 表达示结合后编码效率与大大提高,并且可读性更强。 要澄清的是 java8 中的 stream 与 InputStream 和 OutputStream 是完全不同的概念. 简单案例:
public static void main(String[] args) { List applestore = new ArrayList(); applestore.add(new Apple(1,"red",500,"河南")); applestore.add(new Apple(2,"red",400,"陕西")); applestore.add(new Apple(3,"green",300,"上海")); applestore.add(new Apple(4,"green",200,"湖北")); applestore.add(new Apple(5,"green",100,"湖南")); } //我们的需求是在 applestore 集合中找出红色苹果手机. 使用 Stream 流快速实现操作 List apples = applestore .stream() .filter(a -> a.getColor().equals("red")) .collect(Collectors.toList());
这里使用的就是 Java8 中的 stream 流,使用的是声明性方式写的:说明想要完成什么(筛选,排序,取值),而不说明如何实现一个操作(for 循环)。同时可以将这些操作链接起来,达到一种流水线式的效果:
Java8 中的集合支持一个新的 Stream 方法,它会返回一个流。 什么是流呢? 简单的定义,就是“从支持数据处理操作的源,生成的元素序列”。 元素列表:和集合一样,流也提供了一个接口,访问特定元素类型的一组有序值。 数据源 :获取数据的源,比如集合。 数据处理操作:流更偏向于数据处理和计算,比如 filter、map、find、sort 等。简单来说,我们通过一个集合的 stream 方法获取一个流,然后对流进行一系列流操作,最后再构建成我们需要的数据集合。 语法:
stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect|+ Listt<Integer> list = widgets.stream() .filter(b -> b.getColor() == RED) .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight()) .sum();
获取流
//用 Collection 接口下的 stream() List list = new ArrayList<>(); Stream stream = list.stream(); //使用 Arrays 中的 stream() 方法,将数组转成流 Integer[] nums = new Integer[10]; Stream stream = Arrays.stream(nums); //使用 Stream 中的静态方法:of() Stream stream = Stream.of(1,2,3,4,5,6); //使用 BufferedReader.lines() 方法,将每行内容转成流 BufferedReader reader=new BufferedReader(new FileReader("stream.txt")); Stream linestream = reader.lines();
流操作
流操作可以分为两类:中间操作和终端操作。回看之前的代码:
List<Apple> apples = applestore .stream() //获得流 .filter(a -> a.getColor().equals("red")) //中间操作 .collect(Collectors.toList()); //终端操作
简化一下就是: 数据源 => 中间操作 => 终端操作 => 结果 诸如 filter 或者 sort 等中间操作会返回另一个流,进而进行下一步流操作,而终端操作则是将流关闭,构建新的数据集合对象(也可以不构建)。
中间操作
filter:过滤流中的某些元素, sorted(): 自然排序,流中元素需实现 Comparable 接口 distinct: 去除重复元素 limit(n): 获取 n 个元素 skip(n): 跳过 n 元素,配合 limit(n)可实现分页 map(): 将其映射成一个新的元素
终端操作
forEach: 遍历流中的元素 toArray:将流中的元素倒入一个数组 Min:返回流中元素最小值 Max:返回流中元素最大值 count:返回流中元素的总个数 Reduce:所有元素求和 anyMatch:接收一个 Predicate 函数,只要流中有一个元素满足条件则返回 true,否则返回 false allMatch:接收一个 Predicate 函数,当流中每个元素都符合条件时才返回 true,否则返回 false findFirst返回流中第一个元素 collect:将流中的元素倒入一个集合,Collection 或 Map.
public class StreamDemo3 { /* Stream 流 是java8推出的新功能, 与IO流完全不同的. 提供了对象数据集合进行操作的各种方法,我们只需要声明式的告诉其应该做什么. java中的集合,数组主要是存储数据,而Stream主要作用是对集合进行操作. 获取流 流的中间操作 终端操作 数据集合-->Stream-->filter-->Stream-->sorted-->流-->tolist/sum/max--->result 就是一个对集合进行遍历操作的高级迭代器. */ //获取流 中间操作 终端操作 public static void main(String[] args) { Integer[] array = {4,2,1,3,1}; long count = Arrays.stream(array) //返回一个Stream对象 .distinct() .sorted((a,b)->{return a-b;}) .limit(5) .count();//终端操作,返回最终处理的结果 System.out.println(count); Integer max = Arrays.stream(array) //返回一个Stream对象 .distinct() .max((a,b)->{return a-b;}) .get(); System.out.println(max); Integer sum = Arrays.stream(array) //返回一个Stream对象 .distinct() .reduce((a,b)->{ return a+b;}) .get(); System.out.println(sum); Object [] objs = Arrays.stream(array) .distinct() .toArray(); System.out.println(Arrays.toString(objs)); boolean b = Arrays.stream(array) .distinct() //.anyMatch((e)->{return e<5;});//只要有一个元素满足返回true .allMatch((e)->{return e<5;}); //所有的元素都必须满足条件 返回true System.out.println(b); List<Integer> list= Arrays.stream(array) .distinct() .collect(Collectors.toList()); System.out.println(list); }} public static void main(String[] args) { Car car1=new Car(101,"宝马1","红色"); Car car2=new Car(102,"宝马2","黑色"); Car car3=new Car(103,"宝马3","蓝色"); Car car4=new Car(104,"宝马4","白色"); Car car5=new Car(105,"宝马5","绿色"); Car[] cars = {car1,car2,car3,car4,car5}; List<Car> listcar = Arrays.stream(cars) .sorted((c1,c2)->{ return c1.getNum()-c1.getNum();}) .filter((c)->{ return c.getColor().equals("红色");}) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(listcar); /* Set<Car> setcar = Arrays.stream(cars) .sorted((c1,c2)->{ return c1.getNum()-c1.getNum();}) .collect(Collectors.toSet()); System.out.println(setcar);*/ Map<Integer,String> carmap = Arrays.stream(cars) .sorted((c1,c2)->{ return c1.getNum()-c1.getNum();}) .collect(Collectors.toMap(Car::getNum, Car::getColor)); System.out.println(carmap); List<Integer> listnum = Arrays.stream(cars) .map(Car::getNum) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(listnum); }}
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