Java8新特性：Lambda表达式、函数式（Function）接口、StreamAPI、Optional类

Java8新特性概述

1、JAVA8的引入和新特性
2、Lambda表达式的特点和使用 ★
3、函数式接口 ★
4、方法引用
5、构造器引用和数组引用
6、Stream API ★

JAVA8的引入和新特性

java8 的引入

14年 推出java8，jdk8 是继jdk5之后改革最大的一个版本
14年3月推出：jdk8   LTS版本（长期版本：受oracle等商业公司支持的版本）
17年9月推出：jdk9,同时颁布：六个月版本升级计划
18年3月推出：jdk10
18年9月推出:jdk11  LTS版本

新特性

1.Lambda表达式  ★
2.StreamAPI  ★
3.Optional类的引入：为了减少空指针异常
4.Nashone引擎的使用：在jvm上运行js
5.新日期API
6.接口中可以定义默认方法和静态方法

Lambda表达式

好处

语句更加简洁、更加紧凑，更加灵活

理解

可以作为函数式接口的实例，一般用于传参

Lambda表达式的应用场景：

1、赋值给函数式接口

2、作为实参传递给函数式接口

语法

完整的写法：

(参数类型 参数名,参数类型 参数名)->{实现体}

特点：

1、左侧的参数类型可以省略
2、如果左侧中仅仅只有一个参数，则小括号可以省略
3、如果右侧中仅仅只有一句话，则大括号可以省略
4、如果右侧的仅有的一句话是return语句，则return可以省略

函数式接口

理解

只有一个抽象方法的接口，就称为函数式接口

核心的四大函数式接口

消费型接口Consumer

void accept(T t)

供给型接口Supplier

T get()

函数型接口Function

R apply(T t)

断定型接口Predicate

boolean test(T t)

方法引用|构造器引用|数组引用

方法引用

一、理解：

方法引用属于Lambda表达式的一种，相当于满足一定要求的Lambda表达式，也可以作为函数式接口的实例

二、应用场景：

1、作为实例赋值给函数式接口，相当于函数式接口的对象
2、作为实参传递给形参为函数式接口类的方法

三、要求：

1、Lambda体的实现里面仅仅只有一句话，而且是方法调用
2、要调用的方法的参数列表和返回类型 必须和接口的抽象方法的参数类别和返回类型一致！
3、备注：如果要调用的方法的调用者正好为抽象方法的第一个参数，其他参数和返回类型一致，这个时候可以使用类名::普通方法 形式！

四、语法：

 类名或对象::方法名

分类：

对象::普通方法名
类名::静态方法名
类名::普通方法名  ☆ 

构造器引用

一、理解：

属于Lambda表达式的一种，作为函数式接口的实例出现的
 满足一定要求的Lambda表达式可以改进成构造器引用！

二、语法：

类型::new

三、要求：

①Lambda中仅仅只有一句话
②仅有的一句话为 返回一个new出来的对象
③抽象方法和调用的构造器的参数列表以及返回一致

数组引用

一、理解：

 属于Lambda表达式的一种，作为函数式接口的实例出现的
 满足一定要求的Lambda表达式可以改进成数组引用！

二、语法：

数组类型[]::new

三、要求：

①Lambda中仅仅只有一句话
②仅有的一句话为 返回一个new出来的数组
③抽象方法的参数正好为数组的长度

总结

匿名内部类>Lambda表达式>方法引用|构造器引用|数组引用

相同点：都是作为接口的实例出现！
不同的：

*能用方法引用|构造器引用|数组引用 肯定能用  Lambda表达式 代替
能用Lambda表达式不一定能用方法引用|构造器引用|数组引用，必须满足一些要求！
能用 Lambda表达式 肯定能用 匿名内部类代替
能用匿名内部类的不一定能用Lambda表达式，必须满足一个要求：接口为函数式接口！

StreamAPI

好处

1、程序员调用方便，易于使用
2、提供了并行化的处理，实现更高效

特点

①Stream 不是集合，自己不会存储元素。
②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
③Stream 操作是延迟执行的。必须搞清楚有哪些数据才能往下执行，这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。
④Stream只能“消费”一次，如果想继续做其他操作，需要重新获取stream对象
④更像一个高级的iterator，单向，不可往复，数据只能遍历一次，遍历过一次后即用尽了，但是可以并行化数据！哦也！！\(^o^)/

使用步骤

1、开始操作：获取Stream对象
2、中间操作：处理
3、终止操作：最后要一个结果

图解Java8新特性

Java 8新特性简介
Java 8 (又称为 jdk 1.8) 是 Java 语言开发的一个主要版本。 Java 8 是oracle公司于2014年3月发布，可以看成是自Java 5 以来最具革命性的版本。Java 8为Java语言、编译器、类库、开发工具与JVM带来了大量新特性。

速度更快
代码更少(增加了新的语法：Lambda 表达式)
强大的 Stream API
便于并行
最大化减少空指针异常：Optional
Nashorn引擎，允许在JVM上运行JS应用

Lambda 是一个匿名函数，我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码（将代码像数据一样进行传递）。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的语言表达能力得到了提升。
从匿名类到 Lambda 的转换举例1

从匿名类到 Lambda 的转换举例2

Lambda 表达式：在Java 8 语言中引入的一种新的语法元素和操作符。这个操作符为 “->” ， 该操作符被称为 Lambda 操作符或箭头操作符。它将 Lambda 分为两个部分：

左侧：指定了 Lambda 表达式需要的参数列表
右侧：指定了 Lambda 体，是抽象方法的实现逻辑，也即 Lambda 表达式要执行的功能。

Lambda 表达式语法

上述 Lambda 表达式中的参数类型都是由编译器推断得出的。Lambda 表达式中无需指定类型，程序依然可以编译，这是因为 javac 根据程序的上下文，在后台推断出了参数的类型。Lambda 表达式的类型依赖于上下文环境，是由编译器推断出来的。这就是所谓的“类型推断”。


只包含一个抽象方法的接口，称为函数式接口。
你可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象。（若 Lambda 表达式抛出一个受检异常(即：非运行时异常)，那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明）。
我们可以在一个接口上使用 @FunctionalInterface 注解，这样做可以检查它是否是一个函数式接口。同时 javadoc 也会包含一条声明，说明这个接口是一个函数式接口。
在java.util.function包下定义了java 8 的丰富的函数式接口
Java从诞生日起就是一直倡导“一切皆对象”，在java里面面向对象(OOP)编程是一切。但是随着python、scala等语言的兴起和新技术的挑战，java不得不做出调整以便支持更加广泛的技术要求，也即java不但可以支持OOP还可以支持OOF（面向函数编程）
【Object Oriented Programming】【 Object Oriented Function】
在函数式编程语言当中，函数被当做一等公民对待。在将函数作为一等公民的编程语言中，Lambda表达式的类型是函数。但是在Java8中，有所不同。在Java8中，Lambda表达式是对象，而不是函数，它们必须依附于一类特别的对象类型——函数式接口。

简单的说，在Java8中，Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。这就是Lambda表达式和函数式接口的关系。也就是说，只要一个对象是函数式接口的实例，那么该对象就可以用Lambda表达式来表示。
所以以前用匿名内部类表示的现在都可以用Lambda表达式来写。

自定义函数式接口

作为参数传递 Lambda 表达式

作为参数传递 Lambda 表达式：为了将 Lambda 表达式作为参数传递，接收Lambda 表达式的参数类型必须是与该 Lambda 表达式兼容的函数式接口的类型。

Java 内置四大核心函数式接口

其他接口

方法引用(Method References)

当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！
方法引用就是Lambda表达式，就是函数式接口的一个实例，通过方法的名字来指向一个方法，可以认为是Lambda表达式的一个语法糖。
要求：实现抽象方法的参数列表和返回值类型，必须与方法引用的方法的参数列表和返回值类型保持一致！
方法引用：使用操作符 “::” 将类(或对象) 与 方法名分隔开来。
如下三种主要使用情况：

对象::实例方法名
类::静态方法名
类::实例方法名

例如：

例如：

注意：当函数式接口方法的第一个参数是需要引用方法的调用者，并且第二个参数是需要引用方法的参数(或无参数)时：ClassName::methodName

构造器引用

格式：

ClassName::new 

与函数式接口相结合，自动与函数式接口中方法兼容。
可以把构造器引用赋值给定义的方法，要求构造器参数列表要与接口中抽象方法的参数列表一致！且方法的返回值即为构造器对应类的对象。
例如：

数组引用

格式：

type[] :: new

Stream API说明

Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式；另外一个则是 Stream API。
Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这是目前为止对Java类库最好的补充，因为Stream API可以极大提供Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。
Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。 使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简言之，Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。
实际开发中，项目中多数数据源都来自于Mysql，Oracle等。但现在数据源可以更多了，有MongDB，Radis等，而这些NoSQL的数据就需要java层面去处理。

什么是 Stream

是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。“集合讲的是数据，Stream讲的是计算！”

①Stream 不是集合，自己不会存储元素。
②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
③Stream 操作是延迟执行的。必须搞清楚有哪些数据才能往下执行，这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。
④Stream只能“消费”一次，如果想继续做其他操作，需要重新获取stream对象
④更像一个高级的iterator，单向，不可往复，数据只能遍历一次，遍历过一次后即用尽了，但是可以并行化数据！

Stream 的操作三个步骤

1- 创建 Stream
一个数据源（如：集合、数组），获取一个流
2- 中间操作
一个中间操作链，对数据源的数据进行处理
3- 终止操作(终端操作)
一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用

创建 Stream方式一：通过集合

Java8 中的 Collection 接口被扩展，提供了两个获取流的方法：

default Stream stream() : 返回一个顺序流
default Stream parallelStream() : 返回一个并行流

创建 Stream方式二：通过数组

Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流：

static  Stream stream(T[] array): 返回一个流

重载形式，能够处理对应基本类型的数组：

public static IntStream stream(int[] array)
public static LongStream stream(long[] array)
public static DoubleStream stream(double[] array)

创建 Stream方式三：通过Stream的of()

可以调用Stream类静态方法 of(), 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

public static Stream of(T... values) : 返回一个流

创建 Stream方式四：创建无限流

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。
迭代

public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f) 

生成

public static Stream generate(Supplier s) 

Stream 的中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值”。
1-筛选与切片

2-映 射



3-排序

Stream 的终止操作

终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。
流进行了终止操作后，不能再次使用。
1-匹配与查找


2-归约

备注：map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因 Google 用它来进行网络搜索而出名。
3-收集

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、Map)。
另外， Collectors 实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例，具体方法与实例如下表：

并行流与串行流

并行流就是把一个内容分成多个数据块，并用不同的线程分别处理每个数据块的流。
Java 8 中将并行进行了优化，我们可以很容易的对数据进行并行操作。Stream API 可以声明性地通过 parallel() 与 sequential() 在并行流与顺序流之间进行切换。

JDK8中的Optional类

到目前为止，臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类，Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代码。受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。
Optional实际上是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
Optional类的Javadoc描述如下：这是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。
Optional 类(java.util.Optional) 是一个容器类，代表一个值存在或不存在，原来用 null 表示一个值不存在，现在 Optional 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。
常用方法：

Optional.empty() : 创建一个空的 Optional 实例
Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例
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
T get(): 如果调用对象包含值，返回该值，否则抛异常
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
map(Function f): 如果有值对其处理，并返回处理后的Optional，否则返回 Optional.empty()
flatMap(Function mapper):与 map 类似，要求返回值必须是Optional

代码笔记

/**

• 此类用于演示Lambda表达式的好处

• 语法更加简洁，使用更加灵活
  */

   public class TestLambda1 {
   	@Test
   	public void test1() {
   //		Runnable r = new A();
   //		Runnable r = new Runnable(){
   //			@Override
   //			public void run() {
   //				System.out.println("哈哈哈，我跑啊跑");
   //				
   //			}
   //			
   //		};
   		//使用匿名内部类
   //		Thread t = new Thread(new Runnable(){
   //			@Override
   //			public void run() {
   //				System.out.println("哈哈哈，我跑啊跑");
   //				
   //			}
   //			
   //		});
   //		
   //		t.start();
   		//使用Lambda表达式
   //		Thread t2 =new Thread( ()->System.out.println("哈哈哈，我跑啊跑"));
   //		t2.start();
   		new Thread( ()->System.out.println("哈哈哈，我跑啊跑")).start();
   	}
   	@Test
   	public void test2() {
   		//使用匿名内部类
   		TreeSet set = new TreeSet<>(new Comparator(){
   			@Override
   			public int compare(Integer o1, Integer o2) {
   				return Integer.compare(o1, o2);
   			}
   		});
   		//使用Lambda
   		TreeSet set2 = new TreeSet<>((o1,o2)->Integer.compare(o1, o2));
   	}
   }
   class A implements Runnable{
   	public void run() {};
   }
  

/**

• 此类用于演示Lambda表达式的语法和特点

• @author liyuting

• 理解：

• Lambda表达式相当于代替匿名内部类的，但要求：匿名内部类实现的接口中只有一个抽象方法

• 应用场景：

• ①Lambda表达式同匿名内部类的应用场景，一般作为接口的实例传递给方法（或者接口的引用）

• method(Lambda表达式);

• public void method(接口A a){

• a.方法();

• }

• ②直接做为接口的实例赋值给接口 （接口的引用）

• 接口A a = Lambda表达式;

• 语法：

• (参数类型 参数名,参数类型 参数名) -> {语句1；语句2;}

• 注意事项：

• ①参数类型可以省略

• ②如果Lambda体中只有一句话，则大括号也可以省略

• ③如果Lambda体中只有一句话而且是return语句，则return也可以省略

• ④如果只有一个参数，则小括号也可以省略
  */

   public class TestLambda2 {
   //测试1：
   @Test
   public void test1() {
   	//匿名内部类
   	Runnable r = new Runnable(){
   		public void run() {
   			System.out.println("哈哈哈1");
   			System.out.println("哈哈哈2");
   		};
   	};
   	r.run();
   	//Lambda
   	Runnable r2 = ()->{
   		System.out.println("哈哈哈1");
   		System.out.println("哈哈哈2");
   	};
   	r2.run();
   }
   //测试2：
   @Test
   public void test2() {
   	//匿名内部类
   	Comparator c1 = new Comparator() {
   		@Override
   		public int compare(String o1, String o2) {
   			System.out.println("");
   			return o1.compareTo(o2);
   		}
   	};
   	//Lambda
   	Comparator c2 = ( o1, o2)-> o1.compareTo(o2);
   }
   //测试3
   @Test
   public void test3() {
   	Fly fly = new Fly(){
   		@Override
   		public void method(String s) {
   			System.out.println(s);
   		}
   	};
   	Fly fly2 = s->System.out.println(s);
   	}
   }
   interface Fly{
   	void method(String s);
   }
  

/**

• 此类用于演示数组引用

• 理解：

• 数组引用相当于满足一定条件的Lambda表达式的代替，也是作为函数式接口的实例出现

• 要求：

• 1、Lambda体中仅仅只有一句话

• 2、仅有的一句话为创建数组对象

• 3：抽象方法的参数类型为数组的长度类型，返回类型为创建的数组类型

• 语法：

• 数组类型[]::new
  */

  public class TestArrayRef {
  //案例1：return new String[5];    
  /*
   * 返回类型：String[]
   * 参数类型:Integer
   */
  @Test
  public void test1() {
  	//使用匿名内部类
  	Function fun1 =  new Function(){
  		@Override
  		public String[] apply(Integer t) {
  			return new String[t];
  		}
  	};
  	//使用数组引用
  	Function fun2 = String[]::new;
  }
  //案例2：return new StringBuffer[6];
  @Test
  public void test2() {
  	Function fun = StringBuffer[]::new;
  }
  }