详解JAVA8Stream 方法引用(基础){全}
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了详解JAVA8Stream 方法引用(基础){全}相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
主要内容:
1: Stream流
1.1: Filter
1.2: Map
1.3: limit
1.4: skip
2: 方法引用
2.1 : 系统类方法引用
2.2 : 构造器方法引用
2.3 : 静态方法引用
2.4 : 数组的方法引用
2.5 : 对象的方法引用
2.6 : 通过this super 引用成员方法
1: Stream流
说到Stream便容易想到I/O Stream,而实际上,谁规定“流”就一定是“IO流”呢?在Java 8中,得益于Lambda所带
来的函数式编程,引入了一个全新的Stream概念,用于解决已有集合类库既有的弊端。(操作按照流程化进行 关注与具体逻辑)
1.1 引言
传统集合的多步遍历代码
几乎所有的集合(如 Collection 接口或 Map 接口等)都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元
素进行操作的时候,除了必需的添加、删除、获取外,最典型的就是集合遍历。例如:
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); for (String name : list) { System.out.println(name); } }
循环遍历的弊端
Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么(What),而不是怎么做(How),这点此前已经结合内部类进行
了对比说明。现在,我们仔细体会一下上例代码,可以发现:
for循环的语法就是“怎么做”
for循环的循环体才是“做什么”
举例:
试想一下,如果希望对集合中的元素进行筛选过滤:
1. 将集合A根据条件一过滤为子集B;
2. 然后再根据条件二过滤为子集C。
那怎么办?在Java 8之前之后的的做法可能为:
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); List<String> zhangList = new ArrayList<>(); for (String name : list) { if (name.startsWith("张")) { zhangList.add(name); } } List<String> shortList = new ArrayList<>(); for (String name : zhangList) { if (name.length() == 3) { shortList.add(name); } } for (String name : shortList) { System.out.println(name); } // java8之后的风格一句代码搞定 并且多核性能也有优势 list.stream().filter(s->s.startsWith("张")) .filter(s->s.length()==3).forEach(System.out::println); }
1.2 流式思想概述
lStream的方法这里的 filter 、 map 、 skip 都是在对函数模型进行操作,集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法 count
执行的时候,整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性。
备注:“Stream流”其实是一个集合元素的函数模型,它并不是集合,也不是数据结构,其本身并不存储任何
元素(或其地址值)。
Stream(流)是一个来自数据源的元素队列
元素是特定类型的对象,形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素,而是按需计算。
数据源 流的来源。 可以是集合,数组 等。
和以前的Collection操作不同, Stream操作还有两个基础的特征:
- Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道, 如同流式风格(flfluent
style)。 这样做可以对操作进行优化, 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。一个流管道 包含一个流来源、0 或多个中间操作,
以及一个终止操作。流来源可以是集合、数组、生成器函数或其他任何适当地提供了其元素的访问权的数据源。中间操作将流转换为其他流
— 通过过滤元素 (filter()),转换元素 (map()),排序元素 (sorted()),将流截断为一定大小 (limit()),等等。终止操作包括聚合(reduce()、collect()),搜索 (findFirst()) 和迭代 (forEach())
- 内部迭代: 以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式, 显式的在集合外部进行迭代, 这叫做外部迭
代。 Stream提供了内部迭代的方式,流可以直接调用遍历方法。
当使用一个流的时候,通常包括三个基本步骤:获取一个数据源(source)→ 数据转换→执行操作获取想要的结
果,每次转换原有 Stream 对象不改变,返回一个新的 Stream 对象(可以有多次转换),这就允许对其操作可以
像链条一样排列,变成一个管道。
1.3 获取流
java.util.stream.Stream<T> 是Java 8新加入的最常用的流接口。(这并不是一个函数式接口。)
获取一个流非常简单,有以下几种常用的方式:
所有的 Collection 集合都可以通过 stream 默认方法获取流;
Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流。
public static void main(String[] args) { // 集合相关 List<String> list = new ArrayList<>(); Stream<String> stream1 = list.stream(); Set<String> set = new HashSet<>(); Stream<String> stream2 = set.stream(); Vector<String> vector = new Vector<>(); Stream<String> stream3 = vector.stream(); // 静态方法相关 //备注: of 方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。 Stream<Integer> stream4 = Stream.of(1,2,3,3); Stream<String> stream5 = Stream.generate(()->"sss"); String [] x=new String[] {"a","b","c"}; Stream<String> stream6 = Stream.of(x); }
根据Map获取流
java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口,且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征,所以获取对应的流
需要分key、value或entry等情况:
// map接口 Map<String, String> map = new HashMap<>(); Stream<String> keyStream = map.keySet().stream(); Stream<String> valueStream = map.values().stream(); Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
1.4 常用方法
延迟方法:返回值类型仍然是 Stream 接口自身类型的方法,因此支持链式调用。(除了终结方法外,其余方
法均为延迟方法。)
终结方法:返回值类型不再是 Stream 接口自身类型的方法,因此不再支持类似 StringBuilder 那样的链式调
用。本小节中,终结方法包括 count 和 forEach 方法。
逐一处理:forEach
public static void main(String[] args) { Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); stream.forEach(name‐> System.out.println(name)); }
过滤:fifilter
public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张")); }
映射:map
如果需要将流中的元素映射到另一个流中,可以使用 map 方法。
public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18"); Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str)); }
统计个数:count
public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张")); System.out.println(result.count()); // 2 }
取用前几个:limit
public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.limit(2); System.out.println(result.count()); // 2 }
跳过前几个:skip
如果希望跳过前几个元素,可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流:
public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.skip(2); System.out.println(result.count()); // 1
流组合:concat
public static void main(String[] args) { Stream<String> streamA = Stream.of("A"); Stream<String> streamB = Stream.of("B"); Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB); }
1.5 练习:集合元素处理
题目
现在有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名,要求使用传统的for循环(或增强for循环)依次进行以
下若干操作步骤:
- 1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;存储到一个新集合中。
- 2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人;存储到一个新集合中。
- 3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名;存储到一个新集合中。
- 4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人;存储到一个新集合中。
- 5. 将两个队伍合并为一个队伍;存储到一个新集合中。
- 6. 根据姓名创建 Person 对象;存储到一个新集合中。
- 7. 打印整个队伍的Person对象信息。
public static void main(String[] args) { // 第一支队伍 ArrayList<String> one = new ArrayList<>(); one.add("迪丽热巴"); one.add("宋远桥"); one.add("苏星河"); one.add("石破天"); one.add("石中玉"); one.add("老子"); one.add("庄子"); one.add("洪七公"); // 第二支队伍 ArrayList<String> two = new ArrayList<>(); two.add("古力娜扎"); two.add("张无忌"); two.add("赵丽颖"); two.add("张三丰"); two.add("尼古拉斯赵四"); two.add("张天爱"); two.add("张二狗"); Stream<String> s1 = one.stream().filter((t) -> 3 == t.length()).limit(3); Stream<String> s2 = two.stream().filter((t) -> t.startsWith("张")).skip(2); Stream.concat(s1, s2).map(Person::new).forEach(System.out::println); }
2:方法引用
在使用Lambda表达式的时候,我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案:拿什么参数做什么操作。那么考虑
一种情况:如果我们在Lambda中所指定的操作方案,已经有地方存在相同方案
2.1 冗余的Lambda场景
@FunctionalInterface interface Printable { void print(String s); } public class Repent_Lambda { private static void printString(Printable data) { data.print("Hello, World!"); } public static void main(String[] args) { printString((str)->System.out.println(str)); printString(System.out::println);// 使用方法引用直接调用 } }
其中 printString 方法只管调用 Printable 接口的 print 方法,而并不管 print 方法的具体实现逻辑会将字符串
打印到什么地方去。而 main 方法通过Lambda表达式指定了函数式接口 Printable 的具体操作方案为:拿到
String(类型可推导,所以可省略)数据后,在控制台中输出它
2.2 方法引用符
双冒号 :: 为引用运算符,而它所在的表达式被称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方
法的实现中,那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。
语义分析
例如上例中, System.out 对象中有一个重载的 println(String) 方法恰好就是我们所需要的。那么对于
printString 方法的函数式接口参数,对比下面两种写法,完全等效:
Lambda表达式写法: s -> System.out.println(s);
方法引用写法: System.out::println
第一种语义是指:拿到参数之后经Lambda之手,继而传递给 System.out.println 方法去处理。
第二种等效写法的语义是指:直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda, 根据已有参数进行推导 损略了传递参数 以及多余的代码()->。两种写法的执行效果完全一样,而第二种方法引用的写法复用了已有方案,更加简洁。
注:Lambda 中 传递的参数 一定是方法引用中 的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常
推导与省略
如果使用Lambda,那么根据“可推导就是可省略”的原则,无需指定参数类型,也无需指定的重载形式——它们都
将被自动推导。而如果使用方法引用,也是同样可以根据上下文进行推导。
@FunctionalInterface interface Printable { //void print(String s); void print(int s); } public class Repent_Lambda { private static void printString(Printable data) { data.print(2); } public static void main(String[] args) { printString((int str)->System.out.println(str)); // 参数类型 可以推断 printString(System.out::println); // 方法引用 连 方法重载也推导了 } }
总结:
- Lambda 可以推导参数类型 直接处理业务逻辑代码
- :: 方法引用 可以推导函数重载,
2.3 通过对象名引用成员方法
如果一个类中已经存在了一个成员方法:可以吧这个方法实现通过引用直接传递过去
解释:
public class Obj_Lambda { private static void printString(Printable lambda) { lambda.print("Hello"); } public static void main(String[] args) { MethodRefObject obj = new MethodRefObject(); printString((str)->System.out.println(str)); printString(obj::printUpperCase);// 具体代码 /** printString 需要一个Printable函数接口,这里传统方法就是将自己实现的Lambda传递过去, 如果引用 MethodRefObject 类的对象实例,则可以通过对象名引用成员方法 将实现传递过去, */ } } class MethodRefObject { public void printUpperCase(String str) { System.out.println(str.toUpperCase()); } }
2.4 通过类名称引用静态方法
调用: java.lang.Math 类中已经存在了静态方法 abs
public class Static_Lambda { private static void method(int num, Calcable lambda) { System.out.println(lambda.calc(num)); } public static void main(String[] args) { method(-10, num->Math.abs(num)); method(-10, Math::abs); // 静态调用方式 } } @FunctionalInterface interface Calcable { int calc(int num); }
2.5 通过super引用成员方法
@FunctionalInterface interface Greetable { void useToolsEat(); } class Animal { void eat() { System.out.println("Animal eat----"); } } class FemalAnimal extends Animal { protected int age; public FemalAnimal(int age) { this.age = age; } void eat() { System.out.println(" FemalAnimal eat----"); } } class Cat extends FemalAnimal { private String name; public Cat(int age, String name) { super(age); this.name = name; } @Override void eat() { System.out.println(super.age + " " + this.name + " " + "吃饭"); } public static void method(Greetable g) { g.useToolsEat(); } void show(){ method(super::eat); // 调用直接父类的方法 method(()->new FemalAnimal(0).eat()); // } }
2.6 通过this引用成员方法
public class This_Lambda { @FunctionalInterface interface Richable{ void buy(); } private void buyHouse() { System.out.println("买套房子"); } private static void marry(Richable lambda) { lambda.buy(); } public void beHappy() { marry(()->buyHouse()); marry(this::buyHouse); // 直接引用本类存在的方法 } }
2.7 类的构造器引用
public class Construtor_Lambda { @FunctionalInterface interface PersonBuilder{ P buildPerson(String name); } public static void printName(String name, PersonBuilder builder) { System.out.println(builder.buildPerson(name).getName()); } public static void main(String[] args) { printName("Tom", (name)->new P(name)); // 传递的参数name 将会被自动推导 printName("Tom", P::new); } }
2.8 数组的构造器引用
数组 List Set Map 等其他类似的数据结构都可以进行推导
public class Array_Lambda { @FunctionalInterface interface GenerateIntArr{ int[] BuilderArr(int length); } @FunctionalInterface interface GenerateIntList{ ArrayList<Integer> BuilderArr(int length); } private static void method(int length,GenerateIntArr gArr) { System.out.println(Arrays.toString(gArr.BuilderArr(length))); } private static void method1(int length,GenerateIntList gArr) { System.out.println(gArr.BuilderArr(length)); } public static void main(String[] args) { method(10, (num)->new int[num]); method(10,int[]::new); method1(10, ArrayList<Integer>::new); } }
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