Java 8和Java 11的新特性和优化=必应写的

Java 8和Java 11的新特性和优化

  • 引言
  • 函数式编程
    • lambda表达式
    • 方法引用
    • 函数式接口
  • 流式处理
    • 流的创建和操作
    • 并行流和顺序流
    • Optional类
  • 模块化
    • 模块的概念和结构
    • 模块的声明和使用
    • 模块的依赖和服务
  • 其他新特性和优化
    • 接口中的默认方法和静态方法
    • 局部变量类型推断
    • 字符串、数组、集合等类的改进
  • 总结

引言

Java是一门非常流行和实用的编程语言,它不断地进行更新和改进,为开发者提供了更多的功能和性能。自从2014年发布了Java 8以来,Java引入了一些重大的变化和创新,如函数式编程、流式处理、模块化等,让Java更加简洁、高效、灵活、易用。在2018年发布了Java 11后,Java又进行了一些优化和增强,如局部变量类型推断、字符串、数组、集合等类的改进等,让Java更加稳定、安全、便捷。

本文旨在介绍一些Java 8和Java 11的新特性和优化,以及一些常用的函数式编程、流式处理、模块化等技巧。通过本文,你可以了解一些Java的最新发展和趋势,以及如何使用这些新特性和优化来提高你的编程水平和效率。

函数式编程

函数式编程是一种编程范式,它强调函数的使用和组合,而不是对象和状态的变化。函数式编程可以让代码更简洁、清晰、易读、易测试、易并发。Java 8引入了一些函数式编程的特性,如lambda表达式、方法引用、函数式接口等。

lambda表达式

lambda表达式是一种匿名函数,它可以作为参数传递给其他方法,或者赋值给函数式接口的变量。lambda表达式的语法如下:

(parameters) -> expression
// 或者
(parameters) -> { statements; }
例如,我们可以使用lambda表达式来创建一个Runnable对象:

Runnable r = () -> System.out.println("Hello lambda!");
或者使用lambda表达式来实现一个Comparator接口:

Comparator<String> c = (s1, s2) -> s1.length() - s2.length();
lambda表达式可以让我们省去了创建匿名类的繁琐过程,让代码更简洁。

方法引用
方法引用是一种特殊的lambda表达式,它可以直接引用一个已有的方法,而不需要显式地写出参数和返回值。方法引用的语法如下:

object::instanceMethod
Class::staticMethod
Class::instanceMethod
例如,我们可以使用方法引用来创建一个Consumer对象:

Consumer<String> c = System.out::println;
或者使用方法引用来创建一个Predicate对象:

Predicate<String> p = String::isEmpty;
方法引用可以让我们更简洁地引用一个已有的方法,而不需要重复地写出方法名和参数。

函数式接口
函数式接口是只有一个抽象方法的接口,它可以被lambda表达式或者方法引用赋值。Java 8提供了一些常用的函数式接口,如RunnableComparatorConsumerSupplierPredicate等。我们也可以自定义函数式接口,只需要使用@FunctionalInterface注解来标记即可。例如:

@FunctionalInterface
interface Adder {
    int add(int a, int b);
}
然后我们就可以使用lambda表达式或者方法引用来创建Adder对象:

Adder a1 = (x, y) -> x + y;
Adder a2 = Integer::sum;
函数式接口可以让我们更灵活地使用lambda表达式或者方法引用,而不需要为每个功能创建一个新的接口。


## 流式处理

流式处理是一种对集合或数组进行操作的方式,它可以让我们以声明式的方式对数据进行过滤、映射、排序、聚合等操作。流式处理使用了惰性求值和短路求值的策略,可以提高性能和效率。Java 8引入了一些流式处理的特性,如Stream API、并行流、Optional类等。

### 流的创建和操作

流是一种抽象的数据结构,它可以表示一个有序的数据序列。我们可以使用Stream API来创建和操作流。Stream API提供了两种类型的方法:中间操作和终端操作。中间操作返回一个新的流,可以进行链式调用;终端操作返回一个非流的结果,或者对流进行消费,结束流的操作。

我们可以使用多种方式来创建流,例如:

- 使用集合或数组的stream()parallelStream()方法;
- 使用Stream.of()Arrays.stream()方法;
- 使用Stream.iterate()Stream.generate()方法;
- 使用BufferedReader.lines()Files.lines()方法;

例如,我们可以使用以下代码来创建一个字符串流:

```java
Stream<String> stream = Stream.of("Java", "Python", "C++");
或者使用以下代码来创建一个整数流:

Stream<Integer> stream = Arrays.stream(new int[]{1, 2, 3});
我们可以使用多种中间操作来对流进行转换和过滤,例如:

使用filter()方法来根据条件过滤元素;
使用map()方法来对元素进行映射或转换;
使用distinct()方法来去除重复元素;
使用sorted()方法来对元素进行排序;
使用limit()skip()方法来截取或跳过元素;
例如,我们可以使用以下代码来对一个字符串流进行过滤、映射和排序:

Stream<String> stream = Stream.of("Java", "Python", "C++");
stream.filter(s -> s.length() > 3) // 过滤长度大于3的字符串
      .map(s -> s.toUpperCase()) // 将字符串转换为大写
      .sorted() // 按字典顺序排序
      .forEach(System.out::println); // 对每个元素进行打印
输出结果为:

JAVA
PYTHON
我们可以使用多种终端操作来对流进行计算或消费,例如:

使用count()方法来统计元素个数;
使用max()min()方法来获取最大或最小元素;
使用reduce()方法来对元素进行归约操作;
使用collect()方法来将元素收集到集合或其他数据结构中;
使用forEach()forEachOrdered()方法来对每个元素进行消费;
例如,我们可以使用以下代码来对一个整数流进行求和:

Stream<Integer> stream = Arrays.stream(new int[]{1, 2, 3});
int sum = stream.reduce(0, Integer::sum); // 将所有元素相加
System.out.println(sum); // 打印结果
输出结果为:

6

## 模块化

模块化是一种对软件进行分解和组合的方式,它可以让我们将软件划分为多个独立的、可复用的、可互操作的单元。模块化可以提高软件的可维护性、可扩展性、可测试性、可安全性。Java 9引入了一些模块化的特性,如模块系统、模块描述符、模块路径等。

### 模块的概念和结构

模块是一种新的代码组织单元,它可以包含多个包、类、资源等。每个模块都有一个唯一的名称,以及一个模块描述符。模块描述符是一个名为module-info.java的文件,它位于模块根目录下,用来声明模块的名称、依赖、导出、提供等信息。例如:

```java
// module-info.java
module com.example.hello { // 声明模块名称
    requires java.base; // 声明依赖的其他模块
    exports com.example.hello.api; // 声明导出的包
    provides com.example.hello.api.HelloService // 声明提供的服务接口
        with com.example.hello.impl.HelloServiceImpl; // 声明提供服务接口实现类
}
一个模块可以有以下几种类型:

系统模块:Java平台自带的模块,如java.base、java.sql等;
应用模块:开发者自定义的模块,如com.example.hello等;
自动模块:没有显式声明模块描述符的第三方库,如log4j.jar等;
未命名模块:没有显式声明模块名称的类路径下的代码;
模块的声明和使用
要创建一个模块,我们需要在项目根目录下创建一个module-info.java文件,并在其中声明模块的名称和其他信息。然后我们可以在项目中创建多个包和类,并将它们放在合适的位置。例如:

// src/com.example.hello/module-info.java
module com.example.hello {
    requires java.base;
    exports com.example.hello.api;
    provides com.example.hello.api.HelloService
        with com.example.hello.impl.HelloServiceImpl;
}

// src/com.example.hello/com/example/hello/api/HelloService.java
package com.example.hello.api;

public interface HelloService {
    void sayHello(String name);
}

// src/com.example.hello/com/example/hello/impl/HelloServiceImpl.java
package com.example.hello.impl;

import com.example.hello.api.HelloService;

public class HelloServiceImpl implements HelloService {
    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello, " + name + "!");
    }
}
要使用一个模块,我们需要在另一个项目中创建一个module-info.java文件,并在其中声明依赖的模块名称。然后我们可以在项目中导入和使用依赖模块中导出的包和类。例如:
 

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