Java8的新特性
以下是本人观看尚硅谷Java学习视频所做的笔记
目录
- Java 8 新特性简介
- Lambda表达式
-
- Lambda表达式的使用
- 函数式(Functional)接口
-
- Java内置四大核心函数式接口
- 其他接口
- 方法引用与构造器引用
-
- 方法引用(Method References)
- 构造器引用
- 数组引用
- 强大的Stream API
-
- Stream API 概述
- 为什么要使用Stream API
- 什么是Stream
- Stream操作的三个过程
- 创建Stream的四种方法
-
- 通过集合
- 通过数组
- 通过Stream的of()
- 通过创建无限流
- Stream的中间操作
-
- 筛选与切片
- 映射
- 排序
- Stream的终止操作
-
- 匹配与查找
- 规约
- 收集
- Optional类
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。
Java 8 特点：
- 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
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。相比较串行的流，并行的流可以很大程度上提高程序的执行效率。
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。
Lambda表达式
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。
Lambda表达式的使用
举例：(o1, o2) -> Integer.compare(o1, o2);
本质：作为函数式接口的实例
格式：
->：lambda操作符 或 箭头操作符->的左边：lambda形参列表（其实就是接口中的抽象方法的形参列表）->的右边：lambda体（其实就是重写的抽象方法的方法体）
使用：
- 语法格式一：无参，无返回值
Runnable r1 = () -> { System.out.println("Hello Lambda!"); }; - 语法格式二：Lambda需要一个参数，但是没有返回值
Consumercon = (String str) -> { System.out.println(str); }; - 语法格式三：数据类型可以省略，因为可由编译器推断得出，称为“类型推断”
Consumercon = (str) -> { System.out.println(str); }; - 语法格式四：Lambda若只需要一个参数时，参数的小括号可以省略
Consumercon = str -> { System.out.println(str); }; - 语法格式五：Lambda需要两个或以上的参数，多条执行语句，并且可以有返回值
Comparatcom = (x, y) -> { System.out.println("实现函数式接口方法！"); return Integer.compare(x, y); }; - 语法格式六：当Lambda体只有一条语句时，return与大括号若有，则可以将return与大括号一起省略（不能单独省略）
Comparatorcom = (x, y) -> Integer.compare(x, y);
Lambda举例1：
import org.junit.Test;
//Lambda表达式的使用举例
public class Sample {
@Test
public void test() {
Runnable r1 = new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("我爱潮州湘子桥");
}
};
r1.run();//我爱潮州湘子桥
//使用Lambda后上述代码可以简化为：
Runnable r2 = () -> System.out.println("我爱潮州湘子桥");
r2.run();//我爱潮州湘子桥
}
}
Lambda举例2：
import org.junit.Test;
import java.util.Comparator;
//Lambda表达式的使用举例
public class Sample {
@Test
public void test() {
Comparator<Integer> com1 = new Comparator<Integer>() {
@Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
return Integer.compare(o1, o2);
}
};
int compare1 = com1.compare(1, 2);
System.out.println(compare1);//-1
//使用Lamdba后上述代码可以简化为：
Comparator<Integer> com2 = (o1, o2) -> Integer.compare(o1, o2);
int compare2 = com2.compare(1, 2);
System.out.println(compare2);//-1
//使用方法引用后上述代码可以简化为：
Comparator<Integer> com3 = Integer::compare;
int compare3 = com3.compare(1, 2);
System.out.println(compare3);//-1
}
}
函数式(Functional)接口
什么是函数式接口？
-
只包含一个抽象方法的接口，就称为函数式接口
-
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 @Functionallnterface 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Java8的丰富的函数式接口
如何理解函数式接口？
- 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)
- 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。
- 所以以前用匿名实现类表示的现在都可以用Lambda表达式来写。
Java内置四大核心函数式接口
| 函数式接口 | 参数类型 | 返回类型 | 用途 |
|---|---|---|---|
| Consumer 消费型接口 |
T | void | 对T类型对象应用操作 void accpet(T t) |
| Supplier 供给型接口 |
无 | T | 返回T类型对象 T get() |
| Function 函数型接口 |
T | R | 对T类型对象应用操作，返回R类型对象 R apply(T, t) |
| Predicate 断定型接口 |
T | boolean | 依据T类型对象是否满足某约束返回boolean值 boolean test(T t) |
Consumer接口示例：
import org.junit.Test;
import java.util.function.Consumer;
//Lambda表达式的使用举例
public class Sample {
public void happyTime(double money, Consumer<Double> con) {
con.accept(money);
}
@Test
public void test() {
//以前的写法
happyTime(500, new Consumer<Double>() {
@Override
public void accept(Double aDouble) {
System.out.println("价格是：" + aDouble);//价格是：500.0
}
});
//使用Lambda表达式后的写法
happyTime(500, money -> System.out.println("价格是：" + money));//价格是：500.0
}
}
Predicate接口示例：
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
//Lambda表达式的使用举例
public class Sample {
//根据给定的规则，过滤集合中的字符串，此规则由Predicate的方法决定
public List<String> filterString(List<String> list, Predicate<String> pre) {
ArrayList<String> filterList = new ArrayList<>();
for (String s : list) {
if (pre.test(s)) {
filterList.add(s);
}
}
return filterList;
}
@Test
public void test() {
List<String> list = Arrays.asList("北京", "南京", "天津", "东京", "西京", "普京");
//以前的写法
List<String> filterStrs = filterString(list, new Predicate<String>() {
@Override
public boolean test(String s) {
return s.contains("京");
}
});
System.out.println(filterStrs);//[北京, 南京, 东京, 西京, 普京]
//使用Lambda表达式的写法
List<String> filterStrs1 = filterString(list, s -> s.contains("京"));
System.out.println(filterStrs1);//[北京, 南京, 东京, 西京, 普京]
}
}
其他接口
方法引用与构造器引用
方法引用(Method References)
- 当要传递给Lambda体的探作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！
- 方法引用可以看做是Lambda表达式深层次的表达。换句话说，方法引用就是Lambda表达式，也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。
- 格式: 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
- 要求: 实现接口的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!（针对于三种主要情况中的前两种情况）
方法引用三种主要使用情况的示例：
import org.junit.Test;
import java.io.PrintStream;
import java.util.Comparator;
import java.util.function.BiPredicate;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;
//方法引用的使用举例
public class Sample {
@Test
public void test() {
//情况一：对象 :: 实例方法
//Consumer中的void accept(T t)
//PrintStream中的void println(T t)
Consumer<String> con1 = str -> System.out.println(str);
con1.accept("北京");
//使用方法引用后的写法：
PrintStream ps = System.out;
Consumer<String> con2 = ps::println;
con2.accept("北京");
//Supplier中的T get()
//Employee中的String getName()
Employee emp = new Employee("Tom");
Supplier<String> sup1 = () -> emp.getName();
System.out.println(sup1.get());
//使用方法引用后的写法：
Supplier<String> sup2 = emp::getName;
System.out.println(sup2.get());
//情况二：类 :: 静态方法
//Comparator中的int compare(T t1, T t2)
//Integer中的int compare(T t1, T t2)
Comparator<Integer> com1 = (t1, t2) -> Integer.compare(t1, t2);
System.out.println(com1.compare(1, 2));
//使用方法引用后的写法：
Comparator<Integer> com2 = Integer::compare;
System.out.println(com2.compare(1, 2));
//Function中的R apply(T t)
//Math中的Long roung(Double d)
//最初的写法：
Function<Double, Long> func = new Function<Double, Long>() {
@Override
public Long apply(Double d) {
return Math.round(d);
}
};
//使用Lambda表达式后的写法：
Function<Double, Long> func1 = d -> Math.round(d);
System.out.println(func1.apply(12.3));
//使用方法引用后的写法：
Function<Double, Long> func2 = Math::round;
System.out.println(func2.apply(12.3));
//情况三：类 :: 实例方法
//对于情况三的理解：
//为什么抽象方法的参数列表和返回值类型与方法引用不同还能使用方法引用？
//因为抽象方法的方法体中是通过参数1的对象来调用方法
//那么在方法引用中其实就是将参数1当做调用方法的对象，直接传入除了参数1外的其他参数即可
//Comparator中的int compare(T t1, T t2)
//String中的int t1.compareTo(t2)
Comparator<String> com3 = (s1, s2) -> s1.compareTo(s2);
System.out.println(com3.compare("abc", "def"));
//使用方法引用后的写法：
Comparator<String> com4 = String::compareTo;
System.out.println(com4.compare("abc", "def"));
//BiPredicate中的boolean test(T t1, T t2)
//String中的boolean t1.equals(t2)
BiPredicate<String, String> pre1 = (s1, s2) -> s1.equals(s2);
System.out.println(pre1.test("abc", "def"));
//使用方法引用后的写法：
BiPredicate<String, String> pre2 = String::equals;
System.out.println(pre2.test("abc", "def"));
//Function中的R apply(T t)
//Employee中的String getName()
Function<Employee, String> func3 = e -> e.getName();
System.out.println(func3.apply(employee));
//使用方法引用后的写法：
Function<Employee, String> func4 = Employee::getName;
System.out.println(func4.apply(employee));
}
}
构造器引用
构造器引用的使用方法与方法引用类似，函数式接口的抽象方法的形参列表和构造器的形参列表一致，抽象方法的返回值类型即为构造器所属的类的类型
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;
//构造器引用的使用举例
public class Sample {
@Test
public void test() {
//Supplier中的T get()
//Employee的空参构造器Employee()
//原本的写法：
Supplier<Employee> sup = new Supplier<Employee>() {
@Override
public Employee get() {
return new Employee();
}
};
System.out.println(sup.get());
//使用Lambda表达式后的写法：
Supplier<Employee> sup1 = () -> new Employee();
System.out.println(sup1.get());
//使用构造器引用后的写法：
Supplier<Employee> sup2 = Employee::new;
System.out.println(sup2.get());
//Function中的R apply(T t)
//Employee的构造器Employee(int id)
//使用Lambda表达式后的写法：
Function<Integer, Employee> func1 = id -> new Employee(id);
Employee employee = func1.apply(1001);
System.out.println(employee);
//使用构造器引用后的写法：
Function<Integer, Employee> func2 = Employee::new;
Employee employee1 = func2.apply(1001);
System.out.println(employee1);
//BiFunction中的R apply(T t, U u)
//Employee的构造器Employee(int id, String name)
//使用Lambda表达式后的写法：
BiFunction<Integer, String, Employee> func3 = (id, name) -> new Employee(id, name);
System.out.println(func3.apply(1001, "Tom"));
//使用构造器引用后的写法：
BiFunction<Integer, String, Employee> func4 = Employee::new;
System.out.println(func4.apply(1001, "Tom"));
}
}
数组引用
可以把数组看做是一个特殊的类，用法与构造器引用一致
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.function.Function;
//数组引用的使用举例
public class Sample {
@Test
public void test() {
//Function中的R apply(T t)
//使用Lambda表达式的写法：
Function<Integer, String[]> func1 = length -> new String[length];
String[] arr1 = func1.apply(5);
System.out.println(Arrays.toString(arr1));
//使用数组引用的写法：
Function<Integer, String[]> func2 = String[]::new;
String[] arr2 = func2.apply(5);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
}
}
强大的Stream API
Stream API 概述
- 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 APl ( 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。
为什么要使用Stream API
- 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。
- Stream 和 Collection 集合的区别: Collection是一种静态的内存数据结构，而Stream是有关计算的。 前者是主要面向内存，存储在内存中，后者主要是面向CPU，通过CPU实现计算。
什么是Stream
- 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！”
- 注意:
- Stream自己不会存储元素。
- Stream不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
- Stream操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。
Stream操作的三个过程
- 创建Stream
一个数据源（如:集合、数组），获取一个流 - 中间操作
一个中间操作链，对数据源的数据进行处理 - 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的四种方法
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（按照顺序） - default Stream
parallelStream()：返回一个并行流（并行的，不按照顺序）
通过数组
Java8中的Arrays的静态方法stream()可以获取数组流：
- static
Stream streaam(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 streaam(double[] array)
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
通过创建无限流
可以使用静态方法Stream.iterate()和Stream.generate()，创建无限流。
- 迭代
public staticStream iterate(final T seed, final UnaryOperator f) - 生成
public staticStream generate(Supplier s)
四种创建方式的示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.Stream;
//测试Stream的实例化
public class Sample {
@Test
public void test() {
//通过集合
List<String> list = new ArrayList<>();
Stream<String> stream = list.stream();
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();
//通过数组
int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4};
IntStream intStream = Arrays.stream(arr);
String[] strArr = new String[]{"AA", "BB", "CC"};
Stream<String> stringStream = Arrays.stream(strArr);
//通过Stream的of()
Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 4);
//创建无限流
//迭代 遍历前10个偶数
Stream.iterate(0, t -> t + 2).limit(10).forEach(System.out::println);
//生成 生成10个随机数
Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
}
}
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”。
筛选与切片
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
//测试Stream的中间操作
public class Sample {
@Test
public void test() {
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 1);
//filter(Predicate p)
list.stream().filter(e -> e.intValue() > 2).forEach(System.out::print);//345
//limit(n)
list.stream().limit(3).forEach(System.out::print);//123
//skip(n)
list.stream().skip(3).forEach(System.out::print);//451
//distinct()
list.stream().distinct().forEach(System.out::print);//12345
}
}
映射
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
//测试Stream的中间操作
public class Sample {
@Test
public void test() {
List<String> list = Arrays.asList("aa", "bb", "cc", "dd");
//map(Function f)
list.stream().map(str -> str.toUpperCase()).forEach(System.out::print);//AABBCCDD
//faltMap(Function f)
//map和faltMap的区别类似于List中的add和addAll的区别
}
}
排序
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
//测试Stream的中间操作
public class Sample {
@Test
public void test() {
//sorted()
List<Integer> list = Arrays.asList(4, 1, 3, 5, 6, 10);
list.stream().sorted().forEach(System.out::print);//1345610
//sorted(Comparator com)
list.stream().sorted((e1, e2) -> -Integer.compare(e1, e2)).forEach(System.out::print);//1065431
}
}
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、Integ，甚至是void
- 流进行了终止操作后，不能再次使用
匹配与查找
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
//测试Stream的终止操作
public class Sample {
@Test
public void test() {
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
//allMatch(Predicate p)
boolean allMatch = list.stream().allMatch(e -> e.intValue() > 0);
System.out.println(allMatch);//true
//anyMatch(Predicate p)
boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(e -> e.intValue() > 3);
System.out.println(anyMatch);//true
//noneMath(Predicate)
boolean noneMatch = list.stream().noneMatch(e -> e.intValue() < 0);
System.out.println(noneMatch);//true
//findFirst
Optional<Integer> first = list.stream().findFirst();
System.out.println(first);//Optional[1]
//findAny
Optional<Integer> any = list.parallelStream().findAny();
System.out.println(any);//Optional[3]
//count
long count = list.stream().filter(e -> e.intValue() > 2).count();
System.out.println(count);//3
//max(Comparator c)
Optional<Integer> max = list.stream().max(Integer::compare);
System.out.println(max);//Optional[5]
//min(Comparator c)
Optional<Integer> min = list.stream().min(Integer::compare);
System.out.println(min);//Optional[1]
//forEach(Consumer c) -- 内部迭代
list.stream().forEach(System.out::print);
}
}
规约
备注：map和reduce的连接通常称为map-reduce模式，因为Google用它来进行网络搜索而出名
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
//测试Stream的终止操作
public class Sample {
@Test
public void test() {
//reduce(T identity, BinaryOperator)
//示例：计算1-10的自然数的和
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
Integer sum = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
System.out.println(sum);//55
//reduce(BinaryOperator)
Optional<Integer> sumOptional = list.stream().reduce(Integer::sum);
System.out.println(sumOptional);//Optional[55]
}
}
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：
示例代码：
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.stream.Collectors;
//测试Stream的终止操作
public class Sample {
@Test
public void test() {
//collect(Collector c)
//示例：查找大于5的数，结果返回为一个List或Set
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
List<Integer> collect = list.stream().filter(e -> e.intValue() > 5).collect(Collectors.toList());
collect.forEach(System.out::print);//678910
Set<Integer> set = list.stream().filter(e -> e.intValue() > 5).collect(Collectors.toSet());
set.forEach(System.out::print);//678910
}
}
Optional类
Optional类概述：
- 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Java8类库的一部分。
- Optiona类(java.util.Optional)是一个容器类，它可以保存类型T的值，代表这个值存在。或者仅仅保存null，表示这个值不存在。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。
- 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类的使用：
- 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。
- 创建Optional类对象的方法:
- Optional.of(T t): 创建一个 Optional 实例，t 必须非空
- Optional.empty(): 创建一个空的Optional实例
- Optional.ofNullable(T t): t 可以为null
- 判断Optional容器中是否包含对象:
- boolean isPresent(): 判断是否包含对象
- void ifPresent(Consumerconsumer): 如果有值，就执行Consumer接口的实现代码，并且该值会作为参数传给它。
- 获取Optional容器的对象:
- T get(): 如果调用对象包含值，返回该值，否则抛异常
- T orElse(T other): 如果有值则将其返回，否则返回指定的other对象
- T orElseGet(Supplier other): 如果有值则将其返回，否则返回由Supplier接口实现提供的对象
- T orElse Throw(Supplier 回，否则抛出由Supplier接口实现提供的异常。