Java8特性及常用API使用

这篇文章主要介绍Java 8的Lambda表达式和Steam流的使用，以及其他特性。

目录:

• 简介

• 函数式编程
• Lambda表达式
  • 什么是函数式接口
  • Java 8中重要的函数式接口
• Stream流
  • collect方法
  • filter方法
  • map方法
  • flatMap方法
  • max和min方法
  • reduce方法
  • 创建无限流
  • 其他方法
• 其他
  • Optional
  • DateTime
• 参考链接

简介

Java 8带来的最大的改变的是添加了Lambda(λ)表达式,提供了新的API(称为"流",Stream)其思路在和使用数据库查询语言中的思路类似-用更高级的方式表达想要的东西,其他的还有新的日期的API、GC的改进、并发改进等。

函数式编程

函数式编程是一种编程范式，它的主要思想是把函数过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。具有以下几个特点

• 函数是一等公民:函数和其他数据类型一样，可以赋值给其他变量，也可以作为参数，传递给另外一个函数，或者作为返回值返回。

• 没有副作用，不修改状态。

• 强调将计算过程分解成可复用的函数。
  

Lambda表达式

Lambda表达式没有名字，但它有参数列表、函数主体、返回类型，可能还有一个可以抛出的异常列表。

使用案例	Lambda示例
布尔表达式	(List list) -> list.isEmpty();
创建对象	() -> new User();
消费一个对象	(User user) -> {System.out.println(user.getName());}
从一个对象中选择/抽取	(String s) -> s.length();
组合两个值	(int a, int b) -> a * b;
比较两个对象	(User user1, User user2) -> user1.getAge().compareTo(user2.getAge());

什么是函数式接口

Lambda的设计者们为了让现有的功能与Lambda表达式良好兼容，于是产生了函数接口这个概念。函数式接口仅仅声明了一个抽象方法的接口，这样的接口可以隐式转换为Lambda表达式，不过函数式接口可以包含默认方法和静态方法。如下：

@FunctionalInterface
public interface FunctionInterface {

    void test();

    static void say() {
        System.out.println("hello");
    }

    default void play() {
        System.out.println("play");
    }
}

使用:

FunctionInterface.say();
FunctionInterface functionInterface = () -> System.out.println("这是一个函数式接口");
functionInterface.test();
functionInterface.play();

输出:

hello
这是一个函数式接口
play

Java8中重要的函数式接口

下面是Java 8中一些常用的函数式接口。

接口名	参数	返回类型	示例
Predicate		boolean	判断是否
Consumer		void	输出一个值
Function		R	获得一个对象的名字
Supplier	None	T	工厂方法
UnaryOperator	T	T	逻辑非(!)
BinaryOperator	(T, T)	T	求两个数的乘积(*)

简单的使用例子：

Predicate predicate = x -> x == 1;
Consumer consumer = x -> System.out.println(x);
Function function = x -> x = x + 1;
Supplier supplier = () -> 1;
UnaryOperator unaryOperator = x -> x + 1;
BinaryOperator binaryOperator = (x, y) -> x * y;

方法引用

方法引用是Lambda的一种快捷写法，在某种情况下比Lambda更易读，在使用方法引用时引用对象方法在分隔符::的前面，方法的名称在后面。如下

(User user) -> user.getAge() == User::getAge
(str, i) ->  str.substring(i) == String::substring
(String s) -> System.out.println(s) == System.out::println

构建方法引用的方式有三种:

• 指向静态方法的方法引用, 例如：Objects::nonNull
• 指向任意类型实例方法的方法引用, 例如：String::length
• 指向现有对象的实例方法的方法引用 , 例如：user::getName

Stream流

Stream是一个借口继承了BaseStream接口，BaseStream接口继承了AutoCloseable接口。它只能被消费一次，如果想要继续使用，需要重新创建一个流。如下会抛出异常。

List strs = Arrays.asList("A", "B", "C");
Stream s = strs.stream();
s.forEach(System.out::println);
s.forEach(System.out::println);

内部迭代实现机制

外部迭代:首先调用Iterator方法，产生一个新的Iterator对象，进行控制迭代过程。

User jack = User.of("Jack", 21, "杭州");
User rose = User.of("Rose", 18, "杭州");
List users = Arrays.asList(jack, rose);
for(User user : users) {
    System.out.println(user.getName());
}

内部迭代:首先调用stream方法，它的作用和iterator()方法一样，不过它返回的是内部迭代中相应的接口Stream。这样做的好处就是在迭代时要进行多次操作时可以不用多次循环，只需要迭代一次就好了。
像filter这种不产生新集合的方法叫做惰性求值方法，像count这样最终会从Stream产生值的方法叫作及早求值方法。

例子：

User jack = User.of("Jack", 21, "杭州");
User rose = User.of("Rose", 18, "杭州");
List users = Arrays.asList(jack, rose);
users.stream()
     .filter(user -> {
         System.out.println(user.getName());
         return user.getAge() > 20;
     });
System.out.println("------------");
users.stream()
     .filter(user -> {
         System.out.println(user.getName());
         return user.getAge() > 20;
     }).count();

输出：

------------
Jack 
Rose

结论：只有在需要的时候进行计算可以更好的提示效率

常用的方法

collect方法

将Stream流转换为一个集合

#输入
Stream stream = Stream.of("a", "b", "c");
List strs = stream.collect(Collectors.toList());
strs.forEach(System.out::println);
#输出
a
b
c

filter方法

过滤掉流中不符合条件的元素

#输入
Stream nums = Stream.of(18, 19 ,20);
nums.filter(num -> num > 18).forEach(System.out::println);

#输出
c

map方法

将流中的元素转换为另外一个元素。

#输入
Stream nums = Stream.of(18, 19 ,20);
map(num -> num + 100).forEach(System.out::println);

#输出
118
119
120

flatMap方法

将底层的元素全部抽出来放到一起，如下将List中的元素全部抽取出来，流中只包含Integer元素。

List nums1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
List nums2 = Arrays.asList(4, 6);
Stream.of(nums1, nums2).flatMap(num -> num.stream()).forEach(System.out::println);

reduce方法

将Stream流中的数据聚合成一个数据

图片来源

#输入
int ages = Stream.of(1, 2, 34).reduce(0, (a, b) -> a + b);
System.out.println(ages);

#输出
37

创建无限流

Stream的API提供了两个静态方法创建无限流：iterate和generate。由两个静态方法创建的流会根据给定的函数按需创建流一般会使用limit限制流的大小。iterate方法会对每个新生成的值都调用函数,generate方法不会对每个新生成的值应用函数.

// 从0开始，生成10个偶数。
Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(10).forEach(System.out::println);
// 生成10个随机数。
Stream.generate(Math::random). limit(10).forEach(System.out::println);

其他方法

• skip：跳过指定个数的流。
• limit：返回不超过给定长度的流。
• max：找到最大的元素
• min：找到最小的元素
• findFirst：找到第一个匹配元素
• findAny：获取任意一个元素
• anyMatch：是否存在一个匹配元素
• noneMatch：是否全部不匹配
• allMatch：是否全部匹配
• sorted：排序
• distinct：去重

其他

Optional

Optional是为了减少NullPointException，增加代码的可读性。Optional是一个final类型的类

Optional optUser = Optional.of(user);

• empty：返回一个空的Optional实例。
• filter：如果满足提交返回Optional对象，否则返回一个空的Optional对象。
• flatMap：如果值存在，就使用mapping函数调用，返回一个Optional对象，否则返回一个空对象。
• get：如果值存在返回用Optional封装返回，否则抛出NoSuchElementException异常
• ifPresent：如果值存在，就返回该方法的调用，否则什么也不做。
• isPresent：如果值存在，就返回true，否则返回false。
• map：如果值存在，就执行提供的mapping函数调用。
• of：如果值不存在就抛出异常，否则返回一个Optional封装的对象。
• ofNullable：如果值为空就返回一个空的Optional对象，否则调用of方法。
• orElse：如果值存在就返回该值，否则返回默认值。
• orElseGet：如果值存在就返回该值，否则返回一个函数接口生成的值。
• orElseThrow：如果值存在就返回该值，否则抛出一个接口生成的异常。

DateTime

在Java 8 以前需要使用Date和SimpdateFormatter操作时间，而且都不是线程安全的，Date不仅包含日期还包含时间和毫秒数，使用起来非常的困难，而Java 8把日期分成了LocalDate和LocalTime，还有LocalDateTime。

使用LocalDate操作日期

// 获取当前日期
LocalDate now = LocalDate.now();

// 用静态方法创建日期
LocalDate date = LocalDate.of(2017, 5, 1);

// 将String类型转换为日期类型.注：02不能写成2，否则会抛出DateTimeParseException
LocalDate endOfFeb = LocalDate.parse("2017-02-28");

// 获取这个月的第一天的日期
now.with(TemporalAdjusters.firstDayOfMonth())

// 获取这个月的最后一天
now.with(TemporalAdjusters.lastDayOfMonth())

使用LocalTime操作时间

// 获取当前时间
LocalTime now = LocalTime.now();

// 舍弃纳秒
now.withNano(0);

/*
 * 获取特定的时间
 * Localtime.MIN 00:00
 * Localtime.MIDNIGHT 00:00
 * Localtime.NOON 12:00
 * LocalTime.MAX 23:59:59.999999999
 */
now.with(LocalTime.MIN);
now.with(LocalTime.MIDNIGHT);
now.with(LocalTime.NOON);
now.with(LocalTime.MAX);

// of可以传入四个参数
LocalTime zero = LocalTime.of(23, 59, 59, 999_999_999);

// parse方法可以转换的格式有 HH:mm:ss.nnnnnnnnn HH:mm:ss HH:mm
LocalTime last = LocalTime.parse("23:59:59.999999999");

// 也可以自定义转换格式
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss");
LocalTime start = LocalTime.parse("00:00:00", formatter);

使用LocalDateTime操作时间

// 获取当前时间
LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
// 获取当前日期所在的月份、星期等
now.getDayOfMonth();
now.getDayOfWeek()
// 自定义
LocalDateTime last = LocalDateTime.parse("2017-05-09T23:25:58.700");

JDBC映射和新类型关联

date -> LocalDate
time -> LocalTime
timestamp -> LocalDateTime

代码地址

https://github.com/huangbuhuan/java8

参考链接

1. 函数式编程入门教程
2. Java 8开发的4大顶级技巧
3. Java 8 Optional: How to Use it
4. Java 8 时间日期库的20个使用示例
5. 如何在Java 8中愉快地处理日期和时间
6. Java 8学习资料汇总
7. Java 8中Stream详解
8. Java 8 API在线版地址
9. Java 8新特性终极指南
10. 《Java8实战》
11. 《Java8函数式编程》