Java8 中文指南（二）

Java8 中文指南（二）

内置函数式接口(Built-in Functional Interfaces)

JDK 1.8 API 包含许多内置函数式接口。 其中一些接口在老版本的 Java 中是比较常见的比如：Comparator 或Runnable，这些接口都增加了@FunctionalInterface注解以便能用在 lambda 表达式上。

但是 Java 8 API 同样还提供了很多全新的函数式接口来让你的编程工作更加方便，有一些接口是来自 Google Guava 库里的，即便你对这些很熟悉了，还是有必要看看这些是如何扩展到 lambda 上使用的。

Predicate

Predicate 接口是只有一个参数的返回布尔类型值的 断言型 接口。该接口包含多种默认方法来将 Predicate 组合成其他复杂的逻辑（比如：与，或，非）：

译者注： Predicate 接口源码如下

package java.util.function;
import java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {

    // 该方法是接受一个传入类型,返回一个布尔值.此方法应用于判断.
    boolean test(T t);

    //and方法与关系型运算符"&&"相似，两边都成立才返回true
    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }
    // 与关系运算符"!"相似，对判断进行取反
    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }
    //or方法与关系型运算符"||"相似，两边只要有一个成立就返回true
    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }
   // 该方法接收一个Object对象,返回一个Predicate类型.此方法用于判断第一个test的方法与第二个test方法相同(equal).
    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }

示例：

Predicate<String> predicate = (s) -> s.length() > 0;

predicate.test("foo");              // true
predicate.negate().test("foo");     // false

Predicate<Boolean> nonNull = Objects::nonNull;
Predicate<Boolean> isNull = Objects::isNull;

Predicate<String> isEmpty = String::isEmpty;
Predicate<String> isNotEmpty = isEmpty.negate();

Function

Function 接口接受一个参数并生成结果。默认方法可用于将多个函数链接在一起（compose, andThen）：

译者注： Function 接口源码如下

package java.util.function;

import java.util.Objects;

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {

    //将Function对象应用到输入的参数上，然后返回计算结果。
    R apply(T t);
    //将两个Function整合，并返回一个能够执行两个Function对象功能的Function对象。
    default <V> Function<V, R> compose(Function<? super V, ? extends T> before) {
        Objects.requireNonNull(before);
        return (V v) -> apply(before.apply(v));
    }
    //
    default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> after.apply(apply(t));
    }

    static <T> Function<T, T> identity() {
        return t -> t;
    }
}

Function<String, Integer> toInteger = Integer::valueOf;
Function<String, String> backToString = toInteger.andThen(String::valueOf);
backToString.apply("123");     // "123"

Supplier

Supplier 接口产生给定泛型类型的结果。 与 Function 接口不同，Supplier 接口不接受参数。

Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
personSupplier.get();   // new Person

Consumer

Consumer 接口表示要对单个输入参数执行的操作。

Consumer<Person> greeter = (p) -> System.out.println("Hello, " + p.firstName);
greeter.accept(new Person("Luke", "Skywalker"));

Comparator

Comparator 是老 Java 中的经典接口， Java 8 在此之上添加了多种默认方法：

Comparator<Person> comparator = (p1, p2) -> p1.firstName.compareTo(p2.firstName);

Person p1 = new Person("John", "Doe");
Person p2 = new Person("Alice", "Wonderland");

comparator.compare(p1, p2);             // > 0
comparator.reversed().compare(p1, p2);  // < 0

Optional

Optional 不是函数式接口，而是用于防止 NullPointerException 的漂亮工具。这是下一节的一个重要概念，让我们快速了解一下 Optional 的工作原理。

Optional 是一个简单的容器，其值可能是 null 或者不是 null。在 Java 8 之前一般某个函数应该返回非空对象但是有时却什么也没有返回，而在 Java 8 中，你应该返回 Optional 而不是 null。

译者注：示例中每个方法的作用已经添加。

//of()：为非null的值创建一个Optional
Optional<String> optional = Optional.of("bam");
// isPresent()：如果值存在返回true，否则返回false
optional.isPresent();           // true
//get()：如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException
optional.get();                 // "bam"
//orElse()：如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值
optional.orElse("fallback");    // "bam"
//ifPresent()：如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理
optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

推荐阅读：[Java8]如何正确使用 Optional

Streams(流)

java.util.Stream 表示能应用在一组元素上一次执行的操作序列。Stream 操作分为中间操作或者最终操作两种，最终操作返回一特定类型的计算结果，而中间操作返回 Stream 本身，这样你就可以将多个操作依次串起来。Stream 的创建需要指定一个数据源，比如java.util.Collection 的子类，List 或者 Set， Map 不支持。Stream 的操作可以串行执行或者并行执行。

首先看看 Stream 是怎么用，首先创建实例代码需要用到的数据 List：

List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("ddd2");
stringList.add("aaa2");
stringList.add("bbb1");
stringList.add("aaa1");
stringList.add("bbb3");
stringList.add("ccc");
stringList.add("bbb2");
stringList.add("ddd1");

Java 8 扩展了集合类，可以通过 Collection.stream() 或者 Collection.parallelStream() 来创建一个 Stream。下面几节将详细解释常用的 Stream 操作：

Filter(过滤)

过滤通过一个 predicate 接口来过滤并只保留符合条件的元素，该操作属于中间操作，所以我们可以在过滤后的结果来应用其他 Stream 操作（比如 forEach）。forEach 需要一个函数来对过滤后的元素依次执行。forEach 是一个最终操作，所以我们不能在 forEach 之后来执行其他 Stream 操作。

        // 测试 Filter(过滤)
        stringList
                .stream()
                .filter((s) -> s.startsWith("a"))
                .forEach(System.out::println);//aaa2 aaa1

forEach 是为 Lambda 而设计的，保持了最紧凑的风格。而且 Lambda 表达式本身是可以重用的，非常方便。

Sorted(排序)

排序是一个 中间操作，返回的是排序好后的 Stream。如果你不指定一个自定义的 Comparator 则会使用默认排序。

        // 测试 Sort (排序)
        stringList
                .stream()
                .sorted()
                .filter((s) -> s.startsWith("a"))
                .forEach(System.out::println);// aaa1 aaa2

需要注意的是，排序只创建了一个排列好后的 Stream，而不会影响原有的数据源，排序之后原数据 stringList 是不会被修改的：

    System.out.println(stringList);// ddd2, aaa2, bbb1, aaa1, bbb3, ccc, bbb2, ddd1

Map(映射)

中间操作 map 会将元素根据指定的 Function 接口来依次将元素转成另外的对象。

下面的示例展示了将字符串转换为大写字符串。你也可以通过 map 来将对象转换成其他类型，map 返回的 Stream 类型是根据你 map 传递进去的函数的返回值决定的。

        // 测试 Map 操作
        stringList
                .stream()
                .map(String::toUpperCase)
                .sorted((a, b) -> b.compareTo(a))
                .forEach(System.out::println);// "DDD2", "DDD1", "CCC", "BBB3", "BBB2", "BBB1", "AAA2", "AAA1"

Match(匹配)

Stream 提供了多种匹配操作，允许检测指定的 Predicate 是否匹配整个 Stream。所有的匹配操作都是 最终操作 ，并返回一个 boolean 类型的值。

        // 测试 Match (匹配)操作
        boolean anyStartsWithA =
                stringList
                        .stream()
                        .anyMatch((s) -> s.startsWith("a"));
        System.out.println(anyStartsWithA);      // true

        boolean allStartsWithA =
                stringList
                        .stream()
                        .allMatch((s) -> s.startsWith("a"));

        System.out.println(allStartsWithA);      // false

        boolean noneStartsWithZ =
                stringList
                        .stream()
                        .noneMatch((s) -> s.startsWith("z"));

        System.out.println(noneStartsWithZ);      // true

Count(计数)

计数是一个 最终操作，返回 Stream 中元素的个数，返回值类型是 long。

      //测试 Count (计数)操作
        long startsWithB =
                stringList
                        .stream()
                        .filter((s) -> s.startsWith("b"))
                        .count();
        System.out.println(startsWithB);    // 3

Reduce(规约)

这是一个 最终操作 ，允许通过指定的函数来将 stream 中的多个元素规约为一个元素，规约后的结果是通过 Optional 接口表示的：

        //测试 Reduce (规约)操作
        Optional<String> reduced =
                stringList
                        .stream()
                        .sorted()
                        .reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2);

        reduced.ifPresent(System.out::println);//aaa1#aaa2#bbb1#bbb2#bbb3#ccc#ddd1#ddd2

译者注： 这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。它提供一个起始值（种子），然后依照运算规则（BinaryOperator），和前面 Stream 的第一个、第二个、第 n 个元素组合。从这个意义上说，字符串拼接、数值的 sum、min、max、average 都是特殊的 reduce。例如 Stream 的 sum 就相当于Integer sum = integers.reduce(0, (a, b) -> a+b);也有没有起始值的情况，这时会把 Stream 的前面两个元素组合起来，返回的是 Optional。

// 字符串连接，concat = "ABCD"
String concat = Stream.of("A", "B", "C", "D").reduce("", String::concat);
// 求最小值，minValue = -3.0
double minValue = Stream.of(-1.5, 1.0, -3.0, -2.0).reduce(Double.MAX_VALUE, Double::min);
// 求和，sumValue = 10, 有起始值
int sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(0, Integer::sum);
// 求和，sumValue = 10, 无起始值
sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(Integer::sum).get();
// 过滤，字符串连接，concat = "ace"
concat = Stream.of("a", "B", "c", "D", "e", "F").
 filter(x -> x.compareTo("Z") > 0).
 reduce("", String::concat);

上面代码例如第一个示例的 reduce()，第一个参数（空白字符）即为起始值，第二个参数（String::concat）为 BinaryOperator。这类有起始值的 reduce() 都返回具体的对象。而对于第四个示例没有起始值的 reduce()，由于可能没有足够的元素，返回的是 Optional，请留意这个区别。更多内容查看：IBM：Java 8 中的 Streams API 详解

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