Java8中的 lambda 和Stream API

時間  2019-11-09
標籤 java8 java lambda stream api 欄目 Java 简体版
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前言

​ 因爲項目中用到了比較多有關於 Java8 中新的東西，一開始本身只是會寫，可是寫起來不太順，而後就在網上找到了一個很好的關於Java8新特性的視頻，因此就進行了學習了一下，如下是本身對 lambda 表達式和 Stream API 的筆記和相應的理解。 視頻地址，有興趣的能夠自行觀看。java

Java8 新特性

  1. 速度更快 更換了數據結構，內存結構（JVM）
  2. 代碼更少了（Lambda表達式）
  3. 強大的Stream API
  4. 便於並行 fork join (串行切換並行)
  5. 最大化減小空指針異常 Optional

Lambda表達式

​ 在說 Lambda 以前，首先要說的是函數式接口。這個能夠說是爲了 Lambda 表達式而存在的一個東西。那麼什麼是函數式接口？api

函數式接口

定義： 接口中只有一個抽象接口。
像 java.util.function 下的全部接口都是函數式接口。Java1.8提供@FunctionalInterface檢測一個接口是不是一個函數式接口。
eg: java.util.function 包下的 Consumer 接口代碼數組

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {

    void accept(T t);

// jdk 1.8 接口能夠有默認實現
    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
}

瞭解了什麼是函數式接口後，lambda 表達式就很好理解了。數據結構

​ "->" 是 lambda 表達式的符號 左側表示函數式接口中抽象方法的參數列表，右側表示你對這個方法的實現。
舉個例子eg：app

public class Test{
    public static void main(String[] args){
         Consumer consumer = x-> System.out.println(x);
         consumer.accept(1);
    }
}

輸出 1；ide

四大函數式接口

咱們通常對函數式接口的使用的時候，都會對其進行封裝。函數

消費性接口

​ Consumer 只有一個抽象方法名爲 accept，參數列表只有一個泛型t，無返回值。參數的數據類型有類決定
eg: 工具

/**
 * @ClassName ConsumerTest
 * @Description 消費型接口， 消費字符串字段 打印輸出
 * @Author ouyangkang
 * @Date 2019-02-18 15:46
 **/
public class ConsumerTest {

    public static void main(String[] args) {
        test("hello",x-> System.out.println(x));
    }

    public static <T> void test(T t, Consumer<T> consumer) {
        consumer.accept(t);
    }
}

輸出：hello
​ 若是須要多個參數列表的話，也能夠在 java.util.function 包下找到相應的函數式接口 好比 ObjLongConsumer。其餘的能夠自行查看學習

供給型接口

Supplier 只有一個抽象方法名爲 get，參數列表爲空，有返回值，返回值得數據類型爲T。 ui

/**
 * @ClassName SupplerTest
 * @Description 供給型接口 字符串拼接
 * @Author ouyangkang
 * @Date 2019-02-18 15:53
 **/
public class SupplerTest {

    public static void main(String[] args) {
        String hello = test("hello ", () -> "word!");
        System.out.println(hello);
    }

    public static String test(String str,Supplier<String> supplier){
        return str + supplier.get();
    }
}

輸出爲：hello word!
​ 若是須要返回得數據爲基本數據類型，能夠在 java.util.function 包下找到相應的函數式接口 好比：getAsLong 其餘的能夠自行查看

函數型接口

​ Function<T, R> 只有一個抽象方法名爲 apply，參數列表只有一個參數爲T，有返回值，返回值的數據類型爲R。

/**
 * @ClassName FunctionTest
 * @Description 函數式接口 將字符串轉換成大寫的
 * @Author ouyangkang
 * @Date 2019-02-18 16:01
 **/
public class FunctionTest {


    public static void main(String[] args) {
        String test = test("hello", x -> x.toUpperCase());
        System.out.println(test);
    }


    public static String test(String str , Function<String,String> function){
        return function.apply(str);
    }
}

輸出爲：HELLO
​ 若是須要多個入參，而後又返回值的話，能夠在 java.util.function 包下找到相應的函數式接口 好比 BiFunction。其餘的能夠自行查看

斷言型接口

​ 斷言型又名判斷型。 Predicate 只有一個抽象方法名爲 test，參數列表只有一個參數爲 T，有返回值，返回值類型爲 boolean。 

/**
 * @ClassName PredicateTest
 * @Description 斷言型接口，判斷字符串大小是否大於6
 * @Author ouyangkang
 * @Date 2019-02-18 16:16
 **/
public class PredicateTest {
    public static void main(String[] args) {
        boolean hello = test("hello", x -> x.length() > 6);
        System.out.println(hello);
    }
    public static boolean test(String str, Predicate<String> predicate){
        return predicate.test(str);
    }
}

輸出爲： false

Stream API

​ Stream 做爲 Java 8 的一大亮點，它與 java.io 包裏的 InputStream 和 OutputStream 是徹底不一樣的概念。Stream中間操做，多箇中間操做能夠鏈接起來造成一個流水線，除非流水線上觸發了終止操做，不然中間不會執行任何處理！而終止操做時會一次性所有處理，稱爲惰性處理。要進行流操做首先要獲取流。有4中方法能夠獲取流。

  1. 獲取流 經過集合系列提供的stream方法和 parallelStream()（並行流）方法獲取流
public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        // 經常使用獲取流的方式
        Stream<Integer> stream = list.stream();
    }
  1. 經過Arrays.stream() 將數組轉換成流
public static void main(String[] args) {
        int[] a = new int[]{1,2,3,4};
        IntStream stream = Arrays.stream(a);
        
    }
  1. 經過Stream.of今天方法建立流
public static void main(String[] args) {
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3);
    }
  1. 建立無限流
public static void main(String[] args) {
        Stream<Integer> iterate = Stream.iterate(0, x -> x + 2);
    }

全部的對流的操做能夠分爲4種，分別爲篩選與分片，映射，排序，終結（歸約，收集）

篩選與分片

操做有filter,distant,limit,skip。
filter ： 過濾操做,方法參數爲斷言型接口
eg:

public static void main(String[] args) {
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3);
        stream.filter(x->x != 2).forEach(x-> System.out.println(x));
    }

輸出：
text 1 3

distinct ： 去重操做，方法無參數
limit ： 獲取前幾條數據，方法參數爲long
skip ： 跳過前多少條數據，而後獲取後面全部的。 方法參數爲long

映射

經常使用操做有 map ，flatMap。
map: 對原數據進行處理，並返回處理後的數據。 方法參數爲函數型接口。
eg:

public static void main(String[] args) {
       Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3);
       stream.map(x->x*2).forEach(System.out::println);
    }

輸出：

2
4
6

flatMap ： 使原來流種的原有數據一個一個整合在另外一個流中。方法參數爲函數型接口，可是返回值爲流。
eg:

public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
        List<String> list2 = Arrays.asList("f","d");
        list.stream().flatMap(x->list2.stream().map(y-> x + y)).forEach(System.out::println);
    }

排序

經常使用操做有sort天然排序，合sort參數爲排序器的定製排序
天然排序eg:

public static void main(String[] args) {
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3);
        stream.sorted().forEach(System.out::println);
    }

輸出：

1
2
3

定製排序

public static void main(String[] args) {
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3);
        stream.sorted((x,y)->-Integer.compare(x,y)).forEach(System.out::println);
    }

輸出：

3
2
1

終止操做

  • allMatch 檢查是否匹配全部元素 方法參數爲斷言型接口
  • anyMatch 檢查是否匹配全部元素 方法參數爲斷言型接口
  • noneMatch 檢查是否沒有匹配全部元素 方法參數爲斷言型接口
  • findFirst 返回第一個元素 無方法參數
  • findAny 返回當前流的任意元素 無方法參數
  • count 返回流中的元素總個數 無方法參數
  • max 返回流的最大值 無方法參數
  • min 返回流中的最小值 無方法參數

歸約

reduce : 歸約 -- 能夠將流中的元素反覆結合起來，獲得一個值。
eg:

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list1 = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
        Integer reduce = list1.stream().reduce(11, (x, y) -> x + y);
        System.out.println(reduce);
    }

輸出 ： 66

收集

​ 這個是很是經常使用的一個操做。 將流裝換爲其餘形式。接收到一個Collector接口的實現，用於給Stream中的元素彙總的方法。用collect方法進行收集。方法參數爲Collector。Collector能夠由Collectors中的toList()，toSet(),toMap(Function(T,R) key,Function(T,R) value)等靜態方法實現。

  • toList() 返回一個 Collector ，它將輸入元素 List到一個新的 List 。
  • toMap(Function<? super T,? extends K> keyMapper, Function<? super T,? extends U> valueMapper) 返回一個 Collector ，它將元素累加到一個 Map ，其鍵和值是將所提供的映射函數應用於輸入元素的結果。
  • toSet() 返回一個 Collector ，將輸入元素 Set到一個新的 Set 。
    eg:

User類

@Data
@ToString
public class User {
    private String name;

    private Integer age;

    private Integer salary;
}
public static void main(String[] args) {
         List<User> users = Arrays.asList(new User("張三", 19, 1000),
                new User("張三", 58, 2000),
                new User("李四", 38, 3000),
                new User("趙五", 48, 4000)
        );
        List<String> collect = users.stream().map(x -> x.getName()).collect(Collectors.toList());
        Set<String> collect1 = users.stream().map(x -> x.getName()).collect(Collectors.toSet());
        Map<Integer, String> collect2 = users.stream().collect(Collectors.toMap(x -> x.getAge(), x -> x.getName()));
        System.out.println(collect);
        System.out.println(collect1);
        System.out.println(collect2);
    }

輸出：

[張三, 張三, 李四, 趙五]
[李四, 張三, 趙五]
{48=趙五, 19=張三, 38=李四, 58=張三}

分組

​ Collectors.groupingBy()方法是 返回 Collector 「由基團」上的類型的輸入元件操做實現 T ，根據分類功能分組元素。這個是很是經常使用的操做。
好比你要對名字相同的進行分組。
groupingBy(Function<? super T,? extends K> classifier)
eg:

public static void main(String[] args) {
        List<User> users = Arrays.asList(new User("張三", 19, 1000),
                new User("張三", 58, 2000),
                new User("李四", 38, 3000),
                new User("趙五", 48, 4000)
        );
        Map<String, List<User>> collect3 = users.stream().collect(Collectors.groupingBy(x -> x.getName()));
        System.out.println(collect3);
    }

輸出：{李四=[User{name='李四', age=38, salary=3000}], 張三=[User{name='張三', age=19, salary=1000}, User{name='張三', age=58, salary=2000}], 趙五=[User{name='趙五', age=48, salary=4000}]}

固然還有其餘的一些比較複雜的分組操做，實際代碼看業務來進行實現。

總結

​ java8中的lambda表達式可能一開始用的時候還不是很熟悉，可是隻要熟悉了，你會發現很是的好用，並且lambda表達式結合stream API能夠進行編寫本身的工具類。在日常項目中能夠很是的省時間，提升寫代碼的效率。我如今給出一個List轉Map的工具類。

public class CollectionStream {
    public static void main(String[] args) {
        List<User> users = Arrays.asList(new User("張三", 19, 1000),
                new User("張三", 58, 2000),
                new User("李四", 38, 3000),
                new User("趙五", 48, 4000)
        );
        Map<Integer, Integer> map = listToMap(users, x -> x.getAge(), x -> x.getSalary());
        System.out.println(map);
    }

    /**
     * @Author ouyangkang
     * @Description list 轉map key不能相同 ，若是相同會報錯。 方法對 源數據，key，value過濾null。
     * @Date 9:27 2019/2/19
     * @param source 源數據
     * @param key
     * @param value
     * @return java.util.Map<K,V>
    **/
    public static <DTO, K, V> Map<K, V> listToMap(List<DTO> source, Function<? super DTO, ? extends K> key, Function<? super DTO, ? extends V> value) {
        Objects.requireNonNull(source, "source not null");
        Objects.requireNonNull(key, "key not null");
        Objects.requireNonNull(value, "value not null");
        Map<K, V> map = source.stream()
                .filter(dto -> dto != null)
                .filter(dto -> key.apply(dto) != null)
                .filter(dto -> value.apply(dto) != null)
                .collect(Collectors.toMap(key, value));
        return map;
    }
}
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