Java8特性详解 lambda表达式和StreamAPI
来源:互联网 发布:大数据研究方向 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 13:29
1. lambda表达式
Java8最值得学习的特性就是Lambda表达式和Stream API,如果有python或者javascript的语言基础,对理解Lambda表达式有很大帮助
lambda写的好可以极大的减少代码冗余,同时可读性也好过冗长的内部类,匿名类。
先列举两个常见的简化(简单的代码同样好理解)
- 创建线程
- 排序
lambda表达式配合Java8新特性Stream API可以将业务功能通过函数式编程简洁的实现。
例如:
这段代码就是对一个字符串的列表,把其中包含的每个字符串都转换成全小写的字符串。注意代码第四行的map方法调用,这里map方法就是接受了一个lambda表达式。
1.1 lambda表达式语法
1.1.1 lambda表达式的一般语法
(Type1 param1, Type2 param2, ..., TypeN paramN) -> { statment1; statment2; //............. return statmentM;}
1.1.2 单参数语法
param1 -> { statment1; statment2; //............. return statmentM;}
当lambda表达式的参数个数只有一个,可以省略小括号
例如:将列表中的字符串转换为全小写
List<String> proNames = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});List<String> lowercaseNames1 = proNames.stream().map(name -> { return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());
1.1.3 单语句写法
当lambda表达式只包含一条语句时,可以省略大括号、return和语句结尾的分号
例如:将列表中的字符串转换为全小写
List<String> proNames = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});List<String> lowercaseNames2 = proNames.stream().map(name -> name.toLowerCase()).collect(Collectors.toList());
1.2 lambda表达式中的this概念
在lambda中,this不是指向lambda表达式产生的那个SAM对象,而是声明它的外部对象。
例如:
public class WhatThis {
public void whatThis(){ //转全小写 List<String> proStrs = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"}); List<String> execStrs = proStrs.stream().map(str -> { System.out.println(this.getClass().getName()); return str.toLowerCase(); }).collect(Collectors.toList()); execStrs.forEach(System.out::println); } public static void main(String[] args) { WhatThis wt = new WhatThis(); wt.whatThis(); }}输出:com.wzg.test.WhatThiscom.wzg.test.WhatThiscom.wzg.test.WhatThisnihaolambda
2. Stream语法
两句话理解Stream:
- Stream是元素的集合,这点让Stream看起来用些类似Iterator;
- 可以支持顺序和并行的对原Stream进行汇聚的操作;
大家可以把Stream当成一个装饰后的Iterator。原始版本的Iterator,用户只能逐个遍历元素并对其执行某些操作;包装后的Stream,用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作,比如“过滤掉长度大于10的字符串”、“获取每个字符串的首字母”等,具体这些操作如何应用到每个元素上,就给Stream就好了!原先是人告诉计算机一步一步怎么做,现在是告诉计算机做什么,计算机自己决定怎么做。当然这个“怎么做”还是比较弱的。
例子:
//Lists是Guava中的一个工具类List<Integer> nums = Lists.newArrayList(1,null,3,4,null,6);nums.stream().filter(num -> num != null).count();
使用Stream的基本步骤:
- 创建Stream;
- 转换Stream,每次转换原有Stream对象不改变,返回一个新的Stream对象(可以有多次转换);
- 对Stream进行聚合(Reduce)操作,获取想要的结果;
3.1 怎么得到Stream
最常用的创建Stream有两种途径:
- 通过Stream接口的静态工厂方法(注意:Java8里接口可以带静态方法);
- 通过Collection接口的默认方法(默认方法:Default method,也是Java8中的一个新特性,就是接口中的一个带有实现的方法)–stream(),把一个Collection对象转换成Stream
3.2 转换Stream
转换Stream其实就是把一个Stream通过某些行为转换成一个新的Stream。Stream接口中定义了几个常用的转换方法,下面我们挑选几个常用的转换方法来解释。
- distinct: 对于Stream中包含的元素进行去重操作(去重逻辑依赖元素的equals方法),新生成的Stream中没有重复的元素;
- filter: 对于Stream中包含的元素使用给定的过滤函数进行过滤操作,新生成的Stream只包含符合条件的元素;
- map: 对于Stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作,新生成的Stream 只包含转换生成的元素。这个方法有三个对于原始类型的变种方法,分别是:mapToInt,mapToLong和mapToDouble。这三个方法也比较好理解,比如mapToInt就是把原始Stream转换成一个新的Stream,这个新生成的Stream中的元素都是int类型。之所以会有这样三个变种方法,可以免除自动装箱/拆箱的额外消耗;
- flatMap:和map类似,不同的是其每个元素转换得到的是Stream对象,会把子Stream中的元素压缩到父集合中;
flatMap给一段代码理解:
Stream<List<Integer>> inputStream = Stream.of( Arrays.asList(1), Arrays.asList(2, 3), Arrays.asList(4, 5, 6) );Stream<Integer> outputStream = inputStream.flatMap((childList) -> childList.stream());
flatMap 把 input Stream 中的层级结构扁平化,就是将最底层元素抽出来放到一起,最终 output 的新 Stream 里面已经没有 List 了,都是直接的数字。
5.peek: 生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream,同时会提供一个消费函数(Consumer实例),新Stream每个元素被消费的时候都会执行给定的消费函数;
6. limit: 对一个Stream进行截断操作,获取其前N个元素,如果原Stream中包含的元素个数小于N,那就获取其所有的元素;
7. skip: 返回一个丢弃原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream,如果原Stream中包含的元素个数小于N,那么返回空Stream;
整体调用例子:
List<Integer> nums = Lists.newArrayList(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10);System.out.println(“sum is:”+nums.stream().filter(num -> num != null).distinct().mapToInt(num -> num * 2).peek(System.out::println).skip(2).limit(4).sum());
可能会有这样的疑问:在对于一个Stream进行多次转换操作,每次都对Stream的每个元素进行转换,而且是执行多次,这样时间复杂度就是一个for循环里把所有操作都做掉的N(转换的次数)倍啊。其实不是这样的,转换操作都是lazy的,多个转换操作只会在汇聚操作(见下节)的时候融合起来,一次循环完成。我们可以这样简单的理解,Stream里有个操作函数的集合,每次转换操作就是把转换函数放入这个集合中,在汇聚操作的时候循环Stream对应的集合,然后对每个元素执行所有的函数。
3.3 汇聚(Reduce)Stream
汇聚操作(也称为折叠)接受一个元素序列为输入,反复使用某个合并操作,把序列中的元素合并成一个汇总的结果。比如查找一个数字列表的总和或者最大值,或者把这些数字累积成一个List对象。Stream接口有一些通用的汇聚操作,比如reduce()和collect();也有一些特定用途的汇聚操作,比如sum(),max()和count()。注意:sum方法不是所有的Stream对象都有的,只有IntStream、LongStream和DoubleStream是实例才有。
下面会分两部分来介绍汇聚操作:
可变汇聚:把输入的元素们累积到一个可变的容器中,比如Collection或者StringBuilder;
其他汇聚:除去可变汇聚剩下的,一般都不是通过反复修改某个可变对象,而是通过把前一次的汇聚结果当成下一次的入参,反复如此。比如reduce,count,allMatch;
3.3.1 可变汇聚
可变汇聚对应的只有一个方法:collect,正如其名字显示的,它可以把Stream中的要有元素收集到一个结果容器中(比如Collection)。先看一下最通用的collect方法的定义(还有其他override方法):
<R> R collect(Supplier<R> supplier,BiConsumer<R, ? super T> accumulator,BiConsumer<R, R> combiner);
先来看看这三个参数的含义:Supplier supplier是一个工厂函数,用来生成一个新的容器;BiConsumer accumulator也是一个函数,用来把Stream中的元素添加到结果容器中;BiConsumer combiner还是一个函数,用来把中间状态的多个结果容器合并成为一个(并发的时候会用到)。
但是上面的collect方法调用也有点太复杂了,没关系!
Java8给我们提供了Collector的工具类–[Collectors]
(http://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/Collectors.html),其中已经定义了一些静态工厂方法,比如:Collectors.toCollection()收集到Collection中, Collectors.toList()收集到List中和Collectors.toSet()收集到Set中。这样的静态方法还有很多,这里就不一一介绍了,大家可以直接去看JavaDoc。下面看看使用Collectors对于代码的简化:
List<Integer> numsWithoutNull = nums.stream().filter(num -> num != null).collect(Collectors.toList());
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