JAVA8中Lambda和Stream

2016-04-11 本文已影响650人 youngYmca

Java8于2014年3月份发布，其主要更新的特性有：函数式接口、Lambda 表达式、集合的流式操作、注解的更新、安全性的增强、IO\NIO 的改进、完善的全球化功能等，本文将介绍Lambda表达式与集合流试操作。

函数式接口

Java8引入的一个重要的思想就是函数式编程。提到函数式，必须提到函数式接口。在Java8中对函数式接口的注解是@FunctionalInterface，任何一个只有一个抽象方法的接口都默认为是函数式接口，@FunctionalInterface注解是非必须的。如果在一个接口上加上该注解，那么这个接口就只能有一个抽象方法。如下

@FunctionalInterface
public interface TestInterface { void test(); }

也可以省略注解

public interface TestInterface { void test(); }

几种常见的函数式接口比如说Function<T, R> 支持传入一个参数T并且返回R；
Predicate<T> 传入一个参数T返回一个boolean类型等等。

接口	参数	返回类型
Function<T,R>	T	R
Predicate<T>	T	boolean
Supplier<T>	None	T
UnaryOperator<T>	T	T
Consumer<T>	T	void
BinaryOperator<T>	(T, T)	T

Lambda

我们可以用Lambda表达式来实例化函数式接口，避免了内部类冗余的代码。

Lambda表达式的组成

Lambda表达式有多种形式，总结来说不外乎三部分组成：第一部分为一个括号内用逗号分隔的形式参数，参数是函数式接口里面方法的参数，参数中可以指定类型，也可以省略类型（如果是单个参数的情况下括号可以省略，无参或者多个参数则不能省略括号）；第二部分为一个箭头符号：-> 是lambda的运算符；第三部分为方法体，可以是表达式和代码块。如下

TestInterface t = () -> System.out.println("lambda");

如果有入参，第三部分是代码块，而且实现的接口有返回值的时候需要加上{}且要把结果return

public interface LongToInt { int toInt(Long i); }
LongToInt lti = i -> {
            if(i != null){
                return i.intValue();
            } else return 0;
        };

在Java8以前要想实例化接口使用匿名内部类来处理，代码显得啰嗦而不易读

new TestInterface(){
            public void test() {
                System.out.println("lambda");
            }
        }.test();

使用lambda表达式后就可以简化成一行代码

((TestInterface)() -> System.out.println("lambda")).test();

Lamdba中的方法引用

如果方法体只是简单的函数引用则可以直接使用 :: 引用，更大程度上简化我们的代码。Java8中的 :: 符号表示：符号左边的对象(List<Integer> res)，调用符号右边的方法(add())，参数即为lamdba表达式的参数(Integer)。

List<Integer> res = Lists.newArrayList();
ints.forEach(res :: add);

Stream

java8中引用stream可以对集合进行过滤、排序、映射等操作。

生成Stream

Java8的stream分为两种，即并行和串行。可以通过Collection.parallelStream()生成一个并行流，可以通过Collection.stream()生成一个串行流(默认的stream开启的是串行流)。Stream通过StreamSupport.stream(Spliterator<T> spliterator, boolean parallel)方法中的parallel来判断是否生成并行流。

default Stream<E> stream() {return StreamSupport.stream(spliterator(), false);}
default Stream<E> parallelStream() {return StreamSupport.stream(spliterator(), true);}

我们还可以将生成的stream通过stream.parallel()或stream.sequential()转换成并行或者串行。
通过方法名我们不难理解，串行流在一个线程依次执行，而并行流则是在多个线程同时执行。并行流的执行效率远远大于串行流。

Stream应用

一般在Java中使用stream有三步：第一步生成stream；第二步对stream进行转换；第三步聚合操作得到想要的结果。

Stream的中间转换操作

distinct: 对stream中的元素进行去重操作。
filter: 对stream中包含的元素使用给定的过滤函数进行过滤操作，而filter方法传的参数就是Predicate实例化，即可以. 使用上面提到的lambda表达式（新的stream中只包含Predicate中判定为true的元素）。
map: 对stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作.这个方法有三个引申方法，分别是：mapToInt，mapToLong和mapToDouble，在map中执行转换函数，再转换新的的stream元素为Integer， Long， Double类型。转换函数类型为Function，用lambda表达式比较方便。
flatMap:会把要求Function的返回值是stream即在map里面用stream的子元素再生成一个stream，把所有的子元素生成的stream压缩成一个stream。
boxed: 将LongStream、IntStream、DoubleStream转换成对应类型的Stream<T>。
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；
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；

Stream的聚合操作

collect: 将stream元素收集起来，可以通过Collectors.toList()实现将stream转换为List的操作。
count: 得到stream的元素个数。
findFirst: 得到第一个元素。
max: 需要自定义一个Comparator来比较元素的大小，返回最大值。
min: 需要自定义一个Comparator来比较元素的大小，返回最小值。
allMatch: 判断元素是否全部符合Predicate标准。
anyMatch: 判断元素是否有一个或者多个符合Predicate标准。
noneMatch: 判断元素是否都不符合Predicate标准。

List<String> strList = Lists.newArrayList("11 ", "213 ", " 11", "23", "145", "15 ", "2 ", " 3", "");
List<Integer> ints = Lists.partition(strList, 3).stream().flatMapToInt(strs -> strs.stream().filter(str -> str != null && !Objects.equals(str, "")).mapToInt(str -> Integer.valueOf(str.trim()))).distinct().limit(5).skip(3).boxed().collect(Collectors.toList());

上面的例子是把一个List<String>，先通过Guava Lists将该list按每组3个拆分生成List<List<String>>再转换为Stream<List<String>>，再flatMapToInt，在map里面再将list转换为Stream<String>，过滤掉空字符串和null，再mapToInt去重，取前5个，再丢弃前三个元素，再转换成一个List<Integer>。

注：所有的聚合操作、foreach操作都会把stream关闭，如果一个stream被关闭后，不能再次对stream进行任何操作。