Java全栈JavaSE：28.JDK1.8新特性

Posted 2021-12-16 new nm个对象

Java8新特性

Java8的新特征有很多，之前我们在学习接口时，学习了接口的静态方法和默认方法，在学习常用类时，学习了新版的日期时间API。今天我们来学习Java8最具革命性的两个新特性：Lambda表达式和StreamAPI。然后带领大家用Optioanl类解决最令人头疼的空指针异常。

1 Lambda表达式

1.1 函数式编程思想

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在数学中，函数就是有输入量、输出量的一套计算方案，也就是“拿什么东西做什么事情”。编程中的函数，也有类似的概念，你调用我的时候，给我实参为形参赋值，然后通过运行方法体，给你返回一个结果。对于调用者来做，关注这个方法具备什么样的功能。相对而言，面向对象过分强调“必须通过对象的形式来做事情”，而函数式思想则尽量忽略面向对象的复杂语法——强调做什么，而不是以什么形式做。

• 面向对象的思想:

  • 做一件事情,找一个能解决这个事情的对象,调用对象的方法,完成事情.

• 函数式编程思想:

  • 只要能获取到结果,谁去做的,怎么做的都不重要,重视的是结果,不重视过程

Java8引入了Lambda表达式之后，Java也开始支持函数式编程。

Lambda表达式不是Java最早使用的，很多语言就支持Lambda表达式，例如：C++，C#，Python，Scala等。如果有Python或者javascript的语言基础，对理解Lambda表达式有很大帮助，可以这么说lambda表达式其实就是实现SAM接口的语法糖，使得Java也算是支持函数式编程的语言。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匿名内部类。

备注：“语法糖”是指使用更加方便，但是原理不变的代码语法。例如在遍历集合时使用的for-each语法，其实
底层的实现原理仍然是迭代器，这便是“语法糖”。从应用层面来讲，Java中的Lambda可以被当做是匿名内部
类的“语法糖”，但是二者在原理上是不同的。

冗余的匿名内部类

当需要启动一个线程去完成任务时，通常会通过java.lang.Runnable接口来定义任务内容，并使用java.lang.Thread类来启动该线程。代码如下：

public class Demo01Runnable 
	public static void main(String[] args) 
    	// 匿名内部类
		Runnable task = new Runnable() 
			@Override
			public void run()  // 覆盖重写抽象方法
				System.out.println("多线程任务执行！");
			
		;
		new Thread(task).start(); // 启动线程
	

本着“一切皆对象”的思想，这种做法是无可厚非的：首先创建一个Runnable接口的匿名内部类对象来指定任务内容，再将其交给一个线程来启动。

代码分析：

对于Runnable的匿名内部类用法，可以分析出几点内容：

• Thread类需要Runnable接口作为参数，其中的抽象run方法是用来指定线程任务内容的核心；
• 为了指定run的方法体，不得不需要Runnable接口的实现类；
• 为了省去定义一个RunnableImpl实现类的麻烦，不得不使用匿名内部类；
• 必须覆盖重写抽象run方法，所以方法名称、方法参数、方法返回值不得不再写一遍，且不能写错；
• 而实际上，似乎只有方法体才是关键所在。

编程思想转换

做什么，而不是谁来做，怎么做

我们真的希望创建一个匿名内部类对象吗？不。我们只是为了做这件事情而不得不创建一个对象。我们真正希望做的事情是：将run方法体内的代码传递给Thread类知晓。

传递一段代码——这才是我们真正的目的。而创建对象只是受限于面向对象语法而不得不采取的一种手段方式。那，有没有更加简单的办法？如果我们将关注点从“怎么做”回归到“做什么”的本质上，就会发现只要能够更好地达到目的，过程与形式其实并不重要。

生活举例：

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当我们需要从北京到上海时，可以选择高铁、汽车、骑行或是徒步。我们的真正目的是到达上海，而如何才能到达上海的形式并不重要，所以我们一直在探索有没有比高铁更好的方式——搭乘飞机。

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而现在这种飞机（甚至是飞船）已经诞生：2014年3月Oracle所发布的Java 8（JDK 1.8）中，加入了Lambda表达式的重量级新特性，为我们打开了新世界的大门。

体验Lambda的更优写法

借助Java 8的全新语法，上述Runnable接口的匿名内部类写法可以通过更简单的Lambda表达式达到等效：

public class Demo02LambdaRunnable 
	public static void main(String[] args) 
		new Thread(() -> System.out.println("多线程任务执行！")).start(); // 启动线程
	

这段代码和刚才的执行效果是完全一样的，可以在1.8或更高的编译级别下通过。从代码的语义中可以看出：我们启动了一个线程，而线程任务的内容以一种更加简洁的形式被指定。

不再有“不得不创建接口对象”的束缚，不再有“抽象方法覆盖重写”的负担，就是这么简单！

1.2 函数式接口

lambda表达式其实就是实现SAM接口的语法糖，所谓SAM接口就是Single Abstract Method，即该接口中只有一个抽象方法需要实现，当然该接口可以包含其他非抽象方法。

其实只要满足“SAM”特征的接口都可以称为函数式接口，都可以使用Lambda表达式，但是如果要更明确一点，最好在声明接口时，加上@FunctionalInterface。一旦使用该注解来定义接口，编译器将会强制检查该接口是否确实有且仅有一个抽象方法，否则将会报错。

之前学过的SAM接口中，标记了@FunctionalInterface的函数式接口的有：Runnable，Comparator，FileFilter。

Java8在java.util.function新增了很多函数式接口：主要分为四大类，消费型、供给型、判断型、功能型。基本可以满足我们的开发需求。当然你也可以定义自己的函数式接口。

1、自定义函数式接口

只要确保接口中有且仅有一个抽象方法即可：

修饰符 interface 接口名称 
    public abstract 返回值类型 方法名称(可选参数信息);
    // 其他非抽象方法内容

接口当中抽象方法的 public abstract 是可以省略的

例如：声明一个计算器Calculator接口，内含抽象方法calc可以对两个int数字进行计算，并返回结果：

public interface Calculator 
    int calc(int a, int b);

在测试类中，声明一个如下方法：

    public static void invokeCalc(int a, int b, Calculator calculator) 
        int result = calculator.calc(a, b);
        System.out.println("结果是：" + result);
    

下面进行测试：

	public static void main(String[] args) 
		invokeCalc(1, 2, (int a,int b)-> return a+b;);
		invokeCalc(1, 2, (int a,int b)-> return a-b;);
		invokeCalc(1, 2, (int a,int b)-> return a*b;);
		invokeCalc(1, 2, (int a,int b)-> return a/b;);
		invokeCalc(1, 2, (int a,int b)-> return a%b;);
		invokeCalc(1, 2, (int a,int b)-> return a>b?a:b;);
	

2、消费型接口

消费型接口的抽象方法特点：有形参，但是返回值类型是void

接口名	抽象方法	描述
Consumer	void accept(T t)	接收一个对象用于完成功能
BiConsumer<T,U>	void accept(T t, U u)	接收两个对象用于完成功能
DoubleConsumer	void accept(double value)	接收一个double值
IntConsumer	void accept(int value)	接收一个int值
LongConsumer	void accept(long value)	接收一个long值
ObjDoubleConsumer	void accept(T t, double value)	接收一个对象和一个double值
ObjIntConsumer	void accept(T t, int value)	接收一个对象和一个int值
ObjLongConsumer	void accept(T t, long value)	接收一个对象和一个long值

3、供给型接口

这类接口的抽象方法特点：无参，但是无返回值

接口名	抽象方法	描述
Supplier	T get()	返回一个对象
BooleanSupplier	boolean getAsBoolean()	返回一个boolean值
DoubleSupplier	double getAsDouble()	返回一个double值
IntSupplier	int getAsInt()	返回一个int值
LongSupplier	long getAsLong()	返回一个long值

4、判断型接口

这里接口的抽象方法特点：有参，但是返回值类型是boolean结果。

接口名	抽象方法	描述
Predicate	boolean test(T t)	接收一个对象
BiPredicate<T,U>	boolean test(T t, U u)	接收两个对象
DoublePredicate	boolean test(double value)	接收一个double值
IntPredicate	boolean test(int value)	接收一个int值
LongPredicate	boolean test(long value)	接收一个long值

5、功能型接口

这类接口的抽象方法特点：既有参数又有返回值

接口名	抽象方法	描述
Function<T,R>	R apply(T t)	接收一个T类型对象，返回一个R类型对象结果
UnaryOperator	T apply(T t)	接收一个T类型对象，返回一个T类型对象结果
DoubleFunction	R apply(double value)	接收一个double值，返回一个R类型对象
IntFunction	R apply(int value)	接收一个int值，返回一个R类型对象
LongFunction	R apply(long value)	接收一个long值，返回一个R类型对象
ToDoubleFunction	double applyAsDouble(T value)	接收一个T类型对象，返回一个double
ToIntFunction	int applyAsInt(T value)	接收一个T类型对象，返回一个int
ToLongFunction	long applyAsLong(T value)	接收一个T类型对象，返回一个long
DoubleToIntFunction	int applyAsInt(double value)	接收一个double值，返回一个int结果
DoubleToLongFunction	long applyAsLong(double value)	接收一个double值，返回一个long结果
IntToDoubleFunction	double applyAsDouble(int value)	接收一个int值，返回一个double结果
IntToLongFunction	long applyAsLong(int value)	接收一个int值，返回一个long结果
LongToDoubleFunction	double applyAsDouble(long value)	接收一个long值，返回一个double结果
LongToIntFunction	int applyAsInt(long value)	接收一个long值，返回一个int结果
DoubleUnaryOperator	double applyAsDouble(double operand)	接收一个double值，返回一个double
IntUnaryOperator	int applyAsInt(int operand)	接收一个int值，返回一个int结果
LongUnaryOperator	long applyAsLong(long operand)	接收一个long值，返回一个long结果
BiFunction<T,U,R>	R apply(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个R类型对象结果
BinaryOperator	T apply(T t, T u)	接收两个T类型对象，返回一个T类型对象结果
ToDoubleBiFunction<T,U>	double applyAsDouble(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个double
ToIntBiFunction<T,U>	int applyAsInt(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个int
ToLongBiFunction<T,U>	long applyAsLong(T t, U u)	接收一个T类型和一个U类型对象，返回一个long
DoubleBinaryOperator	double applyAsDouble(double left, double right)	接收两个double值，返回一个double结果
IntBinaryOperator	int applyAsInt(int left, int right)	接收两个int值，返回一个int结果
LongBinaryOperator	long applyAsLong(long left, long right)	接收两个long值，返回一个long结果

1.3 Lambda表达式语法

Lambda表达式是用来给【函数式接口】的变量或形参赋值用的。

其实本质上，Lambda表达式是用于实现【函数式接口】的“抽象方法”

Lambda表达式语法格式

(形参列表) -> Lambda体

说明：

• (形参列表)它就是你要赋值的函数式接口的抽象方法的(形参列表)，照抄
• Lambda体就是实现这个抽象方法的方法体
• ->称为Lambda操作符（减号和大于号中间不能有空格，而且必须是英文状态下半角输入方式）

优化：Lambda表达式可以精简

• 当Lambda体中只有一句语句时，可以省略和;
• 当Lambda体中只有一句语句时，并且这个语句还是一个return语句，那么return也可以省略，但是如果;没有省略的话，return是不能省略的
• (形参列表)的类型可以省略
• 当(形参列表)的形参个数只有一个，那么可以把数据类型和()一起省略，但是形参名不能省略
• 当(形参列表)是空参时，()不能省略

示例代码：

public class TestLambdaGrammer 
	@Test
	public void test1()
		//用Lambda表达式给Runnable接口的形参或变量赋值
		/*
		 * 确定两件事，才能写好lambda表达式
		 * （1）这个接口的抽象方法长什么样：
		 * 		public void run()
		 * （2）这个抽象方法的实现要干什么事
		 * 		例如：我要打印“hello lambda"
		 */
		Runnable r = () -> System.out.println("hello lambda");;
	
	
	@Test
	public void test2()
		//lambda体省略了;
		Runnable r = () -> System.out.println("hello lambda");
	
	
	@Test
	public void test3()
		String[] arr = "hello","Hello","java","chai";
		
		//为arr数组排序，但是，想要不区分大小写
		/*
		 * public static <T> void sort(T[] a,Comparator<? super T> c)
		 * 这里要用Lambda表达式为Comparator类型的形参赋值
		 * 
		 * 两件事：
		 * （1）这个接口的抽象方法：  int compare(T o1, T o2)
		 * （2）这个抽象方法要做什么事？
		 * 		例如：这里要对String类型的元素，不区分大小写的比较大小
		 */
//		Arrays.sort(arr, (String o1, String o2) -> return o1.compareToIgnoreCase(o2););
		
		//省略了return ;
//		Arrays.sort(arr, (String o1, String o2) ->  o1.compareToIgnoreCase(o2));
		
		//省略了两个String
		Arrays.sort(arr, (o1, o2) ->  o1.compareToIgnoreCase(o2));
		
		for (String string : arr) 
			System.out.println(string);
		
	
	
	@Test
	public void test4()
		ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("hello");
		list.add("java");
		list.add("world");
		
		/*
		 * JDK1.8给Collection系列的集合，准确的讲是在Iterable接口中，增加了一个默认方法
		 * 		default void forEach(Consumer<? super T> action) 
		 * 这个方法是用来遍历集合等的。代替原来的foreach循环的。
		 * 
		 * 这个方法的形参是Consumer接口类型，它是函数式接口中消费型接口的代表
		 * 我现在调用这个方法，想要用Lambda表达式为Consumer接口类型形参赋值
		 * 
		 * 两件事：
		 * （1）它的抽象方法：  void  accept(T t)
		 * （2）抽象方法的实现要完成的事是什么
		 * 		例如：这里要打印这个t
		 */
//		list.forEach((String t) -> System.out.println(t););
		
		//省略;
//		list.forEach((String t) -> System.out.println(t));
		
		//省略String
//		list.forEach((t) -> System.out.println(t));
		
		//可以省略形参()
		list.forEach(t -> System.out.println(t));
	

1.4 Lambda表达式练习

练习1：无参无返回值形式

假如有自定义函数式接口Call如下：

public interface Call 
    void shout();

在测试类中声明一个如下方法：

public static void callSomething(Call call)
		call.shout();
	

在测试类的main方法中调用callSomething方法，并用Lambda表达式为形参call赋值，可以喊出任意你想说的话。

public class TestLambda 
	public static void main(String[] args) 
		callSomething(()->System.out.println("回家吃饭"));
		callSomething(()->System.out.println("我爱你"));
		callSomething(()->System.out.println("滚蛋"));
		callSomething(()->System.out.println("回来"));
	
	public static void callSomething(Call call)
		call.shout();
	

interface Call 
    void shout();

练习2：消费型接口

代码示例：Consumer接口

在JDK1.8中Collection集合接口的父接口Iterable接口中增加了一个默认方法：

public default void forEach(Consumer<? super T> action)遍历Collection集合的每个元素，执行“xxx消费型”操作。

在JDK1.8中Map集合接口中增加了一个默认方法：

public default void forEach(BiConsumer<? super K,? super V> action)遍历Map集合的每对映射关系，执行“xxx消费型”操作。

案例：

（1）创建一个Collection系列的集合，添加你知道的编程语言，调用forEach方法遍历查看

（2）创建一个Map系列的集合，添加一些(key,value)键值对，例如，添加编程语言排名和语言名称，调用forEach方法遍历查看

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oAAui5vd-1637489119063)(imgs/1564370820279.png)]

示例代码：

	@Test
	public void test1()
		List<String> list = Arrays.asList("java","c","python","c++","VB","C#");
		list.forEach(s -> System.out.println(s));
    
	@Test
	public void test2()
		HashMap<Integer,String> map = new HashMap<>();
		map.put(1, "java");
		map.put(2, "c");
		map.put(3, "python");
		map.put(4, "c++");
        map.put(5, "VB");
        map.put(6, "C#");
		map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"->"+v));
	

练习3：供给型接口

代码示例：Supplier接口

在JDK1.8中增加了StreamAPI，java.util.stream.Stream是一个数据流。这个类型有一个静态方法：

public static <T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)可以创建Stream的对象。而又包含一个forEach方法可以遍历流中的元素：public void forEach(Consumer<? super T> action)。

案例：

现在请调用Stream的generate方法，来产生一个流对象，并调用Math.random()方法来产生数据，为Supplier函数式接口的形参赋值。最后调用forEach方法遍历流中的数据查看结果。

	@Test
	public void test2()
		Stream.generate(() -> Math.random()).forEach(num -> System.out.println(num));
	

练习4：功能型接口

代码示例：Funtion<T,R>接口

在JDK1.8时Map接口增加了很多方法，例如：

public default void replaceAll(BiFunction<? super K,? super V,? extends V> function)按照function指定的操作替换map中的value。

public default void forEach(BiConsumer<? super K,? super V> action)遍历Map集合的每对映射关系，执行“xxx消费型”操作。

案例：

（1）声明一个Employee员工类型，包含编号、姓名、薪资。

（2）添加n个员工对象到一个HashMap<Integer,Employee>集合中，其中员工编号为key，员工对象为value。

（3）调用Map的forEach遍历集合

（4）调用Map的replaceAll方法，将其中薪资低于10000元的，薪资设置为10000。

（5）再次调用Map的forEach遍历集合查看结果

Employee类：

class Employee
	private int id;
	private String name;
	private double salary;
	public Employee(int id, String name, double salary) 
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.salary = salary;
	
	public Employee() 
		super();
	
	public int getId() 
		return id;
	
	public void setId(int id) 
		this.id = id;
	
	public String getName() 
		return name;
	
	public void setName(String name) 
		this.name = name;
	
	public double getSalary() 
		return salary;
	
	public void setSalary(double salary) 
		this.salary = salary;
	
	@Override
	public String toString() 
		return "Employee [id=" + id + ", name=" + name + ", salary=" + salary + "]";
	
	

测试类：

import java.util.HashMap;

public class TestLambda 
	public static void main(String[] args) 
		HashMap<Integer,Employee> map = new HashMap<>();
		Employee e1 = new Employee(1, "张三", 8000);
		Employee e2 = new Employee(2, "李四", 9000);
		Employee e3 = new Employee(3, "王五", 10000);
		Employee e4 = new Employee(4, "赵六", 11000);
		Employee e5 = new Employee(5, "钱七", 12000);
		
		map.put(e1.getId(), e1);
		map.put(e2.getId(), e2);
		map.put(e3.getId(), e3);
		map.put(e4.getId(), e4);
		map.put(e5.getId(), e5);
		
		map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+"="+v)以上是关于Java全栈JavaSE：28.JDK1.8新特性的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 
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