Java8: 感受 lambda 之美！
作者：9 龍
來源：juejin.cn/post/6844903849753329678
一、引言
java8 最大的特性就是引入 Lambda 表達式，即函數式編程，可以將行爲進行傳遞。總結就是：使用不可變值與函數，函數對不可變值進行處理，映射成另一個值。
二、java 重要的函數式接口
1、什麼是函數式接口
函數接口是隻有一個抽象方法的接口，用作 Lambda 表達式的類型。使用 @FunctionalInterface 註解修飾的類，編譯器會檢測該類是否只有一個抽象方法或接口，否則，會報錯。可以有多個默認方法，靜態方法。
1.1 java8 自帶的常用函數式接口。
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Predicate<Integer> predicate = x -> x > 185;
Student student = new Student("9龍", 23, 175);
System.out.println(
"9龍的身高高於185嗎？：" + predicate.test(student.getStature()));
Consumer<String> consumer = System.out::println;
consumer.accept("命運由我不由天");
Function<Student, String> function = Student::getName;
String name = function.apply(student);
System.out.println(name);
Supplier<Integer> supplier =
() -> Integer.valueOf(BigDecimal.TEN.toString());
System.out.println(supplier.get());
UnaryOperator<Boolean> unaryOperator = uglily -> !uglily;
Boolean apply2 = unaryOperator.apply(true);
System.out.println(apply2);
BinaryOperator<Integer> operator = (x, y) -> x * y;
Integer integer = operator.apply(2, 3);
System.out.println(integer);
test(() -> "我是一個演示的函數式接口");
}
/**
* 演示自定義函數式接口使用
*
* @param worker
*/
public static void test(Worker worker) {
String work = worker.work();
System.out.println(work);
}
public interface Worker {
String work();
}
}
//9龍的身高高於185嗎？：false
//命運由我不由天
//9龍
//10
//false
//6
//我是一個演示的函數式接口以上演示了 lambda 接口的使用及自定義一個函數式接口並使用。下面，我們看看 java8 將函數式接口封裝到流中如何高效的幫助我們處理集合。
注意：Student::getName 例子中這種編寫 lambda 表達式的方式稱爲方法引用。格式爲 ClassNmae::methodName。是不是很神奇，java8 就是這麼迷人。
示例：本篇所有示例都基於以下三個類。OutstandingClass：班級；Student：學生；SpecialityEnum：特長。
1.2 惰性求值與及早求值
惰性求值：只描述 Stream，操作的結果也是 Stream，這樣的操作稱爲惰性求值。惰性求值可以像建造者模式一樣鏈式使用，最後再使用及早求值得到最終結果。
及早求值：得到最終的結果而不是 Stream，這樣的操作稱爲及早求值。
2、常用的流
2.1 collect(Collectors.toList())
將流轉換爲 list。還有 toSet()，toMap() 等。及早求值。
public class TestCase {
public static void main(String[] args) {
List<Student> studentList = Stream.of(new Student("路飛", 22, 175),
new Student("紅髮", 40, 180),
new Student("白鬍子", 50, 185)).collect(Collectors.toList());
System.out.println(studentList);
}
}
//輸出結果
//[Student{name='路飛', age=22, stature=175, specialities=null},
//Student{name='紅髮', age=40, stature=180, specialities=null},
//Student{name='白鬍子', age=50, stature=185, specialities=null}]2.2 filter
顧名思義，起過濾篩選的作用。內部就是 Predicate 接口。惰性求值。
比如我們篩選出出身高小於 180 的同學。
public class TestCase {
public static void main(String[] args) {
List<Student> students = new ArrayList<>(3);
students.add(new Student("路飛", 22, 175));
students.add(new Student("紅髮", 40, 180));
students.add(new Student("白鬍子", 50, 185));
List<Student> list = students.stream()
.filter(stu -> stu.getStature() < 180)
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(list);
}
}
//輸出結果
//[Student{name='路飛', age=22, stature=175, specialities=null}]2.3 map
轉換功能，內部就是 Function 接口。惰性求值
public class TestCase {
public static void main(String[] args) {
List<Student> students = new ArrayList<>(3);
students.add(new Student("路飛", 22, 175));
students.add(new Student("紅髮", 40, 180));
students.add(new Student("白鬍子", 50, 185));
List<String> names = students.stream().map(student -> student.getName())
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(names);
}
}
//輸出結果
//[路飛, 紅髮, 白鬍子]例子中將 student 對象轉換爲 String 對象，獲取 student 的名字。
2.4 flatMap
將多個 Stream 合併爲一個 Stream。惰性求值
public class TestCase {
public static void main(String[] args) {
List<Student> students = new ArrayList<>(3);
students.add(new Student("路飛", 22, 175));
students.add(new Student("紅髮", 40, 180));
students.add(new Student("白鬍子", 50, 185));
List<Student> studentList = Stream.of(students,
asList(new Student("艾斯", 25, 183),
new Student("雷利", 48, 176)))
.flatMap(students1 -> students1.stream()).collect(Collectors.toList());
System.out.println(studentList);
}
}
//輸出結果
//[Student{name='路飛', age=22, stature=175, specialities=null},
//Student{name='紅髮', age=40, stature=180, specialities=null},
//Student{name='白鬍子', age=50, stature=185, specialities=null},
//Student{name='艾斯', age=25, stature=183, specialities=null},
//Student{name='雷利', age=48, stature=176, specialities=null}]調用 Stream.of 的靜態方法將兩個 list 轉換爲 Stream，再通過 flatMap 將兩個流合併爲一個。
2.5 max 和 min
我們經常會在集合中求最大或最小值，使用流就很方便。及早求值。
public class TestCase {
public static void main(String[] args) {
List<Student> students = new ArrayList<>(3);
students.add(new Student("路飛", 22, 175));
students.add(new Student("紅髮", 40, 180));
students.add(new Student("白鬍子", 50, 185));
Optional<Student> max = students.stream()
.max(Comparator.comparing(stu -> stu.getAge()));
Optional<Student> min = students.stream()
.min(Comparator.comparing(stu -> stu.getAge()));
//判斷是否有值
if (max.isPresent()) {
System.out.println(max.get());
}
if (min.isPresent()) {
System.out.println(min.get());
}
}
}
//輸出結果
//Student{name='白鬍子', age=50, stature=185, specialities=null}
//Student{name='路飛', age=22, stature=175, specialities=null}max、min 接收一個 Comparator（例子中使用 java8 自帶的靜態函數，只需要傳進需要比較值即可。）並且返回一個 Optional 對象，該對象是 java8 新增的類，專門爲了防止 null 引發的空指針異常。可以使用 max.isPresent() 判斷是否有值；可以使用 max.orElse(new Student())，當值爲 null 時就使用給定值；也可以使用 max.orElseGet(() -> new Student()); 這需要傳入一個 Supplier 的 lambda 表達式。
2.6 count
統計功能，一般都是結合 filter 使用，因爲先篩選出我們需要的再統計即可。及早求值
public class TestCase {
public static void main(String[] args) {
List<Student> students = new ArrayList<>(3);
students.add(new Student("路飛", 22, 175));
students.add(new Student("紅髮", 40, 180));
students.add(new Student("白鬍子", 50, 185));
long count = students.stream().filter(s1 -> s1.getAge() < 45).count();
System.out.println("年齡小於45歲的人數是：" + count);
}
}
//輸出結果
//年齡小於45歲的人數是：22.7 reduce
reduce 操作可以實現從一組值中生成一個值。在上述例子中用到的 count 、 min 和 max 方 法，因爲常用而被納入標準庫中。事實上，這些方法都是 reduce 操作。及早求值。
public class TestCase {
public static void main(String[] args) {
Integer reduce = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(0, (acc, x) -> acc+ x);
System.out.println(reduce);
}
}
//輸出結果
//10我們看得 reduce 接收了一個初始值爲 0 的累加器，依次取出值與累加器相加，最後累加器的值就是最終的結果。
三、高級集合類及收集器
3.1 轉換成值
收集器，一種通用的、從流生成複雜值的結構。只要將它傳給 collect 方法，所有 的流就都可以使用它了。標準類庫已經提供了一些有用的收集器，以下示例代碼中的收集器都是從 java.util.stream.Collectors 類中靜態導入的。
public class CollectorsTest {
public static void main(String[] args) {
List<Student> students1 = new ArrayList<>(3);
students1.add(new Student("路飛", 23, 175));
students1.add(new Student("紅髮", 40, 180));
students1.add(new Student("白鬍子", 50, 185));
OutstandingClass ostClass1 = new OutstandingClass("一班", students1);
//複製students1，並移除一個學生
List<Student> students2 = new ArrayList<>(students1);
students2.remove(1);
OutstandingClass ostClass2 = new OutstandingClass("二班", students2);
//將ostClass1、ostClass2轉換爲Stream
Stream<OutstandingClass> classStream = Stream.of(ostClass1, ostClass2);
OutstandingClass outstandingClass = biggestGroup(classStream);
System.out.println("人數最多的班級是：" + outstandingClass.getName());
System.out.println("一班平均年齡是：" + averageNumberOfStudent(students1));
}
/**
* 獲取人數最多的班級
*/
private static OutstandingClass biggestGroup(Stream<OutstandingClass> outstandingClasses) {
return outstandingClasses.collect(
maxBy(comparing(ostClass -> ostClass.getStudents().size())))
.orElseGet(OutstandingClass::new);
}
/**
* 計算平均年齡
*/
private static double averageNumberOfStudent(List<Student> students) {
return students.stream().collect(averagingInt(Student::getAge));
}
}
//輸出結果
//人數最多的班級是：一班
//一班平均年齡是：37.666666666666664maxBy 或者 minBy 就是求最大值與最小值。
3.2 轉換成塊
常用的流操作是將其分解成兩個集合，Collectors.partitioningBy 幫我們實現了，接收一個 Predicate 函數式接口。
將示例學生分爲會唱歌與不會唱歌的兩個集合。
public class PartitioningByTest {
public static void main(String[] args) {
//省略List<student> students的初始化
Map<Boolean, List<Student>> listMap = students.stream().collect(
Collectors.partitioningBy(student -> student.getSpecialities().
contains(SpecialityEnum.SING)));
}
}3.3 數據分組
數據分組是一種更自然的分割數據操作，與將數據分成 ture 和 false 兩部分不同，可以使****用任意值對數據分組。Collectors.groupingBy 接收一個 Function 做轉換。
如圖，我們使用 groupingBy 將根據進行分組爲圓形一組，三角形一組，正方形一組。
例子：根據學生第一個特長進行分組
public class GroupingByTest {
public static void main(String[] args) {
//省略List<student> students的初始化
Map<SpecialityEnum, List<Student>> listMap =
students.stream().collect(
Collectors.groupingBy(student -> student.getSpecialities().get(0)));
}
}Collectors.groupingBy 與 SQL 中的 group by 操作是一樣的。
3.4 字符串拼接
如果將所有學生的名字拼接起來，怎麼做呢？通常只能創建一個 StringBuilder，循環拼接。使用 Stream，使用 Collectors.joining() 簡單容易。
public class JoiningTest {
public static void main(String[] args) {
List<Student> students = new ArrayList<>(3);
students.add(new Student("路飛", 22, 175));
students.add(new Student("紅髮", 40, 180));
students.add(new Student("白鬍子", 50, 185));
String names = students.stream()
.map(Student::getName).collect(Collectors.joining(",","[","]"));
System.out.println(names);
}
}
//輸出結果
//[路飛,紅髮,白鬍子]joining 接收三個參數，第一個是分界符，第二個是前綴符，第三個是結束符。也可以不傳入參數 Collectors.joining()，這樣就是直接拼接。
四、總結
本篇主要從實際使用講述了常用的方法及流，使用 java8 可以很清晰表達你要做什麼，代碼也很簡潔。本篇例子主要是爲了講解較爲簡單，大家可以去使用 java8 重構自己現有的代碼，自行領會 lambda 的奧妙。本文說的 Stream 要組合使用纔會發揮更大的功能，鏈式調用很迷人，根據自己的業務去做吧。
本文由 Readfog 進行 AMP 轉碼，版權歸原作者所有。
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