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09 lambda表达式与注解基础

2020-09-21  本文已影响0人  凤邪摩羯

1 函数式编程概念

1.1 什么是函数式编程

面向对象编程是对数据进行抽象，而函数式编程是对行为进行抽象。现实世界中，数据和行为并存，程序也是如此，因此这两种编程方式我们都得学

重点：在思考问题时，使用不可变值和函数，函数对一个值进行处理，映射成另一个值

谈 Java 程序员如何定义函数式编程还为时尚早，但是，这根本不重要！我们关心的是如何写出好代码，而不是符合函数式编程风格的代码。

1.2 为什么要学函数式编程

2 Lambda表达式

2.1 什么是Lambda表达式

Lambda是一个匿名函数，即没有函数名的函数(简化了匿名委托的使用，让你让代码更加简洁)

2.2 Lambda表达式实例

//匿名内部类
Runnable r = new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
 System.out.print("hello toroot");
 }
};
​
//lambda
Runnable r2 = ()->System.out.print("hello toroot");
​
//匿名内部类
TreeSet<String> ts = new TreeSet<>(new Comparator<String>() {
 @Override
 public int compare(String o1, String o2) {
 return Long.compare(o1.length(),o2.length());
 }
});
​
//lambda
TreeSet<String> ts2 = new TreeSet<>((o1,o2)-> Long.compare(o1.length(),o2.length()));

2.3 Lambda 表达式语法

Lambda 表达式在Java 语言中引入了一个新的语法元素和操作符。这个操作符为 “->” ， 该操作符被称为 Lambda 操作符或剪头操作符。

它将 Lambda 分为两个部分：

a. 左侧：指定了 Lambda 表达式需要的所有参数 b. 右侧：指定了 Lambda 体，即 Lambda 表达式要执行的功能。

2.4 Lambda 表达式语法格式

 Comparator<Integer> com = (x, y) -> {
 System.out.println("函数式接口");
 return Integer.compare(x, y);
 };

练习1：

练习2：

  1. 实现接口，比较两个的age大小

  2. 实现接口，比较两个的score大小

  3. 使用内置的compare接口对数组排序

2.5 函数式接口

Lambda 表达式需要“函数式接口”的支持 函数式接口：接口中只有一个抽象方法的接口，称为函数式接口。 可以使用注解 @FunctionalInterface 修饰可以检查是否是函数式接口

@FunctionalInterface
public interface MyFun {
 public double getValue();
}
​
@FunctionalInterface
public interface MyFun<T> {
 public T getValue(T t);
}
​
public static void main(String[] args) {
 String newStr = toUpperString((str)->str.toUpperCase(),"toroot");
 System.out.println(newStr);
}
​
public static String  toUpperString(MyFun<String> mf,String str) {
 return mf.getValue(str);
}

Java内置函数式接口

接口 参数 返回类型 示例
Predicate<T> T boolean 这帅哥是源本学院
Consumer<T> T void 输出一个值
Function<T,R> T R 获得 Person对象的名字
Supplier<T> None T 工厂方法
UnaryOperator<T> T T 逻辑非 （!）
BinaryOperator<T> (T, T) T 求两个数的乘积 （*）

练习：

2.6 方法引用

什么时候可以用方法引用

在我们使用Lambda表达式的时候，”->”右边部分是要执行的代码，即要完成的功能，可以把这部分称作Lambda体。有时候，当我们想要实现一个函数式接口的那个抽象方法，但是已经有类实现了我们想要的功能，这个时候我们就可以用方法引用来直接使用现有类的功能去实现

文字解释有点绕，我们直接上代码

 Person p1 = new Person("Av",18,90);
 Person p2 = new Person("King",20,0);
 Person p3 = new Person("Lance",17,100);
 List<Person> list = new ArrayList<>();
 list.add(p1);
 list.add(p2);
 list.add(p3);
​
 //这里我们需要比较list里面的person,按照年龄排序
 //那么我们最常见的做法是
 //sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)
 //1\. 因为我们的sort方法的第二个参数是一个接口，所以我们需要实现一个匿名内部类
 Collections.sort(list, new Comparator<Person>() {
 @Override
 public int compare(Person person1, Person person2) {
 return person1.getAge().compareTo(person2.getAge());
 }
 });
 //2\. 因为第二个参数是一个@FunctionalInterface的函数式接口，所以我们可以用lambda写法
 Collections.sort(list, (person1,person2) -> p1.getScore().compareTo(p2.getAge()));
 //3\. 因为第二个参数我们可以用lambda的方式去实现，
 // 但是刚好又有代码(Comparator.comparing)已经实现了这个功能
 // 这个时候我们就可以采用方法引用了
 /**
 * 重点：
 * 当我们想要实现一个函数式接口的那个抽象方法，但是已经有类实现了我们想要的功能，
 * 这个时候我们就可以用方法引用来直接使用现有类的功能去实现。
 */
 Collections.sort(list, Comparator.comparing(Person::getAge));
​
 System.out.println(list);

public static void main(String[] args) {
 Consumer<String>  c = x->System.out.println(x);
 //等同于
 Consumer<String> c2 = System.out::print;
}
​
public static void main(String[] args) {
 BinaryOperator<Double> bo = (n1,n2) ->Math.pow(n1,n2);
 BinaryOperator<Double> bo2 = Math::pow;
}
​
public static void main(String[] args) {
 BiPredicate<String,String> bp = (str1,str2) ->str1.equals(str2);
 BiPredicate<String,String> bp2 = String::equals;
}

注意： 当需要引用方法的第一个参数是调用对象，并且第二个参数是需要引 用方法的第二个 参数( ( 或无参数) ) 时 ： ClassName::methodName

2.7 构造器引用（非重点，但得看得懂）

>public static void main(String[] args) {
 Supplier<Person> x = ()->new Person();
 Supplier<Person> x2 = Person::new;
}
​
public static void main(String[] args) {
 Function<String,Person> f  = x->new Person(x);
 Function<String,Person> f2 = Person::new;
}

2.8 数组引用

非重点，但得看得懂 格式： type[] :: new

public static void main(String[] args) {
 Function<Integer,Person[]> f  = x->new Person[x];
 Function<Integer,Person[]>  f2 = Person[]::new;
}

3 Stream API

3.1 流 (Stream)是什么

Stream是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。 “集合讲的是数据，流讲的是计算！ ” 注意：

3.2 Stream 操作实例

取出所有大于18岁人的姓名，按字典排序，并输出到控制台

private static  List<Person> persons = Arrays.asList(
 new Person("CJK",19,"女"),
 new Person("BODUO",20,"女"),
 new Person("JZ",21,"女"),
 new Person("anglebabby",18,"女"),
 new Person("huangxiaoming",5,"男"),
 new Person("ROY",18,"男")
 );
public static void main(String[] args) throws IOException {
 persons.stream().filter(x-     >x.getAge()>=18).map(Person::getName).sorted().forEach(System.out::println);
}

3.3 Stream 的操作三个步骤

  1. 创建 Stream 一个数据源（如：集合、数组），获取一个流

  2. 中间操作 一个中间操作链，对数据源的数据进行处理

  3. 终止操作(终端操作) 一个终止操作，执行中间操作链，并产生结果

3.4 创建Steam

  1. 创建 Stream
@Test
public void test1(){
    //1\. Collection 提供了两个方法  stream() 与 parallelStream()
    List<String> list = new ArrayList<>();
    Stream<String> stream = list.stream(); //获取一个顺序流
    Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); //获取一个并行流

    //2\. 通过 Arrays 中的 stream() 获取一个数组流
    Integer[] nums = new Integer[10];
    Stream<Integer> stream1 = Arrays.*stream*(nums);

    //3\. 通过 Stream 类中静态方法 of()
    Stream<Integer> stream2 = Stream.of(1,2,3,4,5,6);

    //4\. 创建无限流
    //迭代
    Stream<Integer> stream3 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 2).limit(10);
    stream3.forEach(System.out::println);

    //生成
    Stream<Double> stream4 = Stream.generate(Math::random).limit(2);
    stream4.forEach(System.out::println);
}

问题： 下面创建流(Stream)的方式哪些是正确的（多选） A. Steam.newInstanceOf() B. Collection.of() C. Collection.stream() 或Collection.parallelStream() D.Stream.of() E.Stream.generate() 或 Stream.iterate() F.Arrays.stream()

3.5 中间操作

  1. 筛选与切片

    • filter——接收 Lambda ， 从流中排除某些元素。

    • limit——截断流，使其元素不超过给定数量。

    • skip(n) —— 跳过元素，返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个，则返回一个空流。与 limit(n) 互补

    • distinct——筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素

  2. 映射

  1. 排序
  1. 有个数组Integer[] ary = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10} ，取出中间的第三到第五个元素
List<Integer> collect = Arrays.stream(ary).skip(2).limit(3).collect(Collectors.toList());
  1. 有个数组Integer[] ary = {1,2,2,3,4,5,6,6,7,8,8,9,10}，取出里面的偶数，并去除重复
List<Integer> list = Arrays.stream(ary).filter(x -> x % 2 == 0).distinct().collect(Collectors.toList());
Set<Integer> integerSet = Arrays.stream(ary).filter(x -> x % 2 == 0).collect(Collectors.toSet());
  1. 有个二维数组，要求把数组组合成一个一维数组，并排序（1，2，3，4，5……12） Integer ary = {{3,8,4,7,5}, {9,1,6,2}, {0,10,12,11} };
Arrays.stream(ary).flatMap(item->Arrays.stream(item)).sorted().forEach(System.out::println);

3.6 终止操作

终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。

  1. 查找与匹配
接口 说明
allMatch(Predicate p) 检查是否匹配所有元素
anyMatch(Predicate p) 检查是否至少匹配一个元素
noneMatch(Predicate p) 检查是否没有匹配所有元素
findFirst() 返回第一个元素
findAny() 返回当前流中的任意元素
count() 返回流中元素总数
max(Comparator c) 返回流中最大值
min(Comparator c) 返回流中最小值
forEach(Consumer c) 迭代

问题： Integer[] ary = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}

  1. 检查是否所有元素都小于10

  2. 检查是否至少有一个元素小于2

  3. 检查是不是没一个元素大于10

  4. 返回第一个元素

  5. ary 有多少个元素

  6. 求ary里面最大值

  7. 求ary里面最小值

  8. 循环遍历打出ary 里面偶数

3.7 归约

reduce(T iden, BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 T reduce(BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional<T>

问题：求所有人员学生的总分

Integer all = persons.stream().map(Person::getScore).reduce((integer, integer2) -> integer + integer2).get()

3.8 收集

collect(Collector c) 将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法 Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集操作(如收集到 List、Set、Map)。 Collectors实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例 具体方法与实例如下：

Collection<Person> emps=list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));

long count = list.stream().collect(Collectors.counting());

int total=list.stream().collect(Collectors.summingInt(Person::getAge));

String str= list.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.joining());

Optional<Person> max= list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Person::getSalary)));

Optional<Person> min = list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Person::getSalary)));

int total=list.stream().collect(Collectors.reducing(0, Person::getSalar, Integer::sum));

int how= list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), List::size));

练习 Integer[] ary = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}

  1. 使用Collectors求ary的最大值

  2. 使用Collectors求ary的平均值

  3. 使用Collectors.joining输出”1:2:3:4:5:6:7:8:9:10”

  4. 使用Collectors.reducing求ary数组的总和

  5. 使用Collectors.counting求ary个数

问题：

  1. 取出Person对象的所有名字，放到List集合中

List<String> collect2 = persons.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.toList());

  1. 求Person对象集合的分数的平均分、总分、最高分，最低分，分数的个数
    IntSummaryStatistics collect = persons.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Person::getScore)); System.out.println(collect);

  2. 根据成绩分组，及格的放一组，不及格的放另外一组

Map<Boolean, List<Person>> collect1 = persons.stream().collect(Collectors.partitioningBy(person -> person.getScore() >= 60)); System.out.println(collect1);

  1. WordCount
public static void main(String[] args) throws IOException {
 InputStream resourceAsStream = Person.class.getClassLoader().getResourceAsStream("aa.txt");
 BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(resourceAsStream));
 bufferedReader.lines().flatMap(x->Stream.of(x.split(" "))).sorted().collect(Collectors.groupingBy(String::toString)).forEach((a,b)-> System.out.println(a+":"+b.size()));
 bufferedReader.close();
}
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