Java8新特性

Java8新特性

  • Lambda 表达式：Lambda 允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递到方法中）。
  • 方法引用 ：方法引用提供了非常有用的语法，可以直接引用已有Java类或对象（实例）的方法或构造器。与lambda联合使用，方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁，减少冗余代码。
  • 默认方法 ：默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法。
  • 新工具 ：新的编译工具，如：Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。
  • Stream API：新添加的Stream API（java.util.stream） 把真正的函数式编程风格引入到Java中。
  • Date Time API ： 加强对日期与时间的处理。
  • Optional 类 ：Optional 类已经成为 Java 8 类库的一部分，用来解决空指针异常。
  • Nashorn, JavaScript 引擎 ： Java 8提供了一个新的Nashorn javascript引擎，它允许我们在JVM上运行特定的javascript应用。

Lambda表达式

语法格式

lambda表达式的语法格式如下：

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(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }
  • 可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值
  • 可选参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但是多个参数需要定义圆括号
  • 可选大括号：如果主体只包含一个语句，就不需要使用大括号

函数式接口

函数式接口（Function Interface）：是一个接口。这个接口有且仅有一个抽象方法，但是可以有多个非抽象方法。

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@FunctionalInterface
interface MyFunctionalInterface{
    void sayMessage(String message);
}

在函数式编程语言当中，函数被当作一等公民。在将函数作为一等公民的编程语言中，Lambda表达式的类型是函数。但是在Java8中有所不同。在Java8中，Lambda表达式是对象，而不是函数。它们必须依附于一类特别的对象类型——函数式接口而存在。

简单来说，在Java8中，Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。只要一个对象是函数式接口的实例，那么该对象就可以用Lambda表达式来表示（在此之前，完成对应功能的是匿名类）

java.util.function 它包含了很多类，用来支持 Java的 函数式编程。

并且在Java中，有四大核心函数式编程接口：

函数式接口 参数类型 返回类型 说明
Consumer<T> T void 对类型为T的对象应用操作
对应的抽象方法为void accept(T t)
Supplier<T> 无 T 返回类型为T的对象
对应的抽象方法为T get()
Function<T, R> T R 对类型为T的对象应用操作并返回类型为R的对象
对应的抽象方法为R apply(T t)
Predicate<T> T boolean 确定类型为T的对象是否满足某约束，返回boolean值
对应的抽象方法为boolean test(T t)

方法引用

有时候lambda表达式只涉及一个方法的调用，我们可以使用方法引用。方法引用指示编译器生成一个函数式接口的实例，覆盖这个接口的抽象方法，调用给定的方法。方法引用的格式如下：

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类(或者对象)::方法名

可能的情况有：

  • 类::静态方法：要求方法和接口参数列表相同
  • 实例::非静态方法：要求方法和接口参数列表相同
  • 类::非静态方法：接口中第一个参数来调用该方法，方法参数为剩余参数

方法引用最终也是对应到一个lambda表达式，从而对应到一个实现接口的匿名类

当然这里的方法也可以是构造器方法，此时的调用方式如下：

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// 类::new
String::new; // 构造器引用
int[]::new; // 数组引用

Stream API

介绍

Strream API，所在的包为java.util.stream，把真正的函数式编程风格引入到Java中，极大程度上提高Java程序员的生产力，写出高效率、干净、简洁的代码。Stream是Java8中处理集合的关键抽象概念，它可以指定我们希望对集合进行的操作，执行非常复杂的查找、过滤和映射等。还可以使用Stream API来并行执行操作。简言之，Stream API提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

利用Stream，我们可以完成一系列的链式调用，最终得到想要的结果。（可以联想到Scala中的函数式编程）

Stream和Collection集合的区别：Collection是一种静态的内存数据接口，而Stream是有关计算的，前者主要面向内存，存储在内存中；后者主要面向CPU，通过CPU实现计算

  1. Stream自己不会存储元素
  2. Stream不会改变源对象，而是会返回一个持有结果的新Stream
  3. Stream操作是惰性执行的，需要结果的时候才会执行

Stream的操作一般分为以下步骤：

  1. 创建Stream，进行Stream的实例化
  2. 一系列中间操作
  3. 终止操作

需要注意的是，调用了终止操作之后，流就会关闭，不能再进行新的操作。强行调用操作会报错java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed。我们需要生成新的流才能继续操作。

Stream实例化

Stream的实例化主要分为四种情况：

  1. 通过集合进行创建，调用集合的方法
  2. 通过数组进行创建，调用Arrays的静态方法
  3. 调用Stream.of方法
  4. 创建无限流
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ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
int[] list2 = new int[100];

Random random = new Random();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
int n = random.nextInt(100);
list1.add(n);
list2[i] = n;
}

// 通过集合进行创建，包括顺序流和并行流
Stream<Integer> stream1 = list1.stream();
Stream<Integer> stream2 = list1.parallelStream();

// 通过数组进行创建
IntStream stream3 = Arrays.stream(list2);

// 通过Stream.of进行创建
Stream<Integer> stream4 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0);

// 创建无限流
Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(10).forEach(System.out::println);// 迭代生成
Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);// 直接生成

迭代生成：

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public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f);
// 对应一个函数式接口：Function<T, T>

直接生成：

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public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s);
// 对应一个函数接口：Supplier<T>

中间操作

筛选与切片

方法 描述
filter(Predicate p) 从流中过滤某些元素
distinct() 去重
limit(long maxSize) 截断流，使其元素不超过给定数量
skip(long n) 跳过前n个元素。如果流中元素不足n个，则返回一个空流

映射

方法 描述
map(Function f) 接收一个函数作为参数，该函数会应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素
mapToDouble(ToDoubleFunction f) 接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并产生一个新的DoubleStream
mapToInt(ToIntFunction f) 接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并产生一个新的IntStream
mapToLong(ToLongFunction f) 接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并产生一个新的LongStream
flatMap(Function f) 接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有的流连接成一个流

排序

方法 描述
sorted() 产生一个新流，其中按照自然顺序排序
sorted(Comparator com) 产生一个新流，其中按照比较器顺序排序

终止操作

匹配与查找

方法 描述
allMatch(Predicate p) 返回布尔值，检查是否所有元素都符合条件
anyMatch(Predicate p) 返回布尔值，检查是否至少有一个元素符合条件
noneMatch(Precicate p) 返回布尔值，检查是否所有元素都不符合条件
findFirst() 返回第一个元素
findAny() 返回任意一个元素
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) 内部迭代，对流中每个元素执行对应操作

规约

方法 描述
reduce(T iden, BinaryOperator b) 对流中元素进行规约，iden为初始值。返回T
reduce(BinaryOperator b) 对流中元素进行规约，返回Optional<T>

收集

方法 描述
collect(Collector c) 将流转化为其他形式。接收一个Collector接口的实现，用于汇总流中的元素

Collector接口中方法的实现决定了如何对流执行收集（如收集到List、Set、Map）。另外在Collectors类中，提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例。

Optional

Optional<T>类是一个容器类，来自java.util.Optional。它可以保存类型T的值，代表这个值存在；或者仅仅保存null，代表这个值不存在。原来使用null表示一个值不存在，现在使用Optional可以更好地表达这个概念，并且可以避免空指针异常。Optional中提供很多有用的方法，让我们不需要显式地进行空值检测

创建Optional类对象：

  • Optional.of(T t)：创建一个Optional实例，t必须非空
  • Optional.empty()：创建一个空的Optional实例
  • Optional.ofNullable(T t)：创建一个Optional实例，t可以为null

判断Optional容器中是否包含对象：

  • boolean isPresent()：判断是否包含对象
  • void ifPresent(Consumer<? super T> consumer)：如果有值，就执行Consumer接口的实现代码，其中该值作为consumer的参数

获取Optional容器的对象：

  • T get()：如果调用对象包含值，返回该值，否则抛出异常
  • T orElse(T other)：如果有值则将其返回，否则返回指定的other对象
  • T orElseGet(Supplier<? extends T> other)：如果有值则将其返回，否则返回由Supplier接口实现提供的对象
  • T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)：如果有值则将其返回，否则抛出由Supplier接口实现提供的异常

参考文章

  1. Java 8 新特性 | 菜鸟教程 (runoob.com)
后端 > Java
#Java
Java8新特性
http://example.com/2022/09/04/Java8新特性/
作者
EverNorif
发布于
2022年9月4日
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