Java 8新特性 : λ表达式、Stream API用法详解

发布于:2022-12-07 ⋅ 阅读:(672) ⋅ 点赞:(0)

目录

一、Lambda表达式

1. lambda表达式的使用情况

二、函数式(Functional)接口

1. 什么是函数式接口

2. 如何理解函数式接口

3. 函数式接口举例

三、方法引用与构造器引用

1. 方法引用

2. 构造器引用

3. 数组引用

四、强大的StreamAPI

1. 为什么使用StreamAPI

2. 什么是Stream

3. Stream的操作步骤

4. Stream的实例化

4.1 创建Stream : 通过集合

4.2 创建Stream : 通过数组

4.3 创建Stream : 通过Stream的of方法

4.4 创建Stream : 创建无限流

5. Stream的中间操作

5.1 筛选与切片

5.2 映射

5.3 排序

6. Stream的终止操作

6.1 匹配与查找

6.2 归约

6.3 收集

五、Optional类

1. 创建Optional类对象

2. Optional类的常用方法

3. Optional类使用举例


一、Lambda表达式

Lambda 是一个匿名函数,我们可以把 Lambda 表达式理解为是一段可以传递的代码(将代码像数据一样进行传递)。使用它可以写出更简洁、更灵活的代码。作为一种更紧凑的代码风格,使Java的语言表达能力得到了提升。

Lambda表达式的本质 : 作为函数式接口的实例

举例 :

(o1, o2) -> Integer.compare(o1, o2); 

格式 :

-> : lambda操作符 或 箭头操作符
-> 左边 : lambda形参列表(其实就是接口中的抽象方法的形参列表)
-> 右边 : lambda体(其实就是重写的抽象方法的方法体)

1. lambda表达式的使用情况

语法格式一 : 无参、无返回值。

/*
语法格式一 : 无参、无返回值
 */
@Test
public void test01(){
    Runnable r1 = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我爱北京天安门");
        }
    };
​
    r1.run();
​
    System.out.println("-----------------------------------------");
    //使用lambda表达式
    Runnable r2 = () -> System.out.println("我爱北京故宫");
    r2.run();
}

语法格式二 : Lambda 需要一个参数,但是没有返回值。

/*
语法格式二:Lambda 需要一个参数,但是没有返回值。
 */
@Test
public void test03(){
​
    Consumer<String> cons = new Consumer<String>() {
        @Override
        public void accept(String s) {
            System.out.println(s);
        }
    };
    cons.accept("Hello world");
​
    System.out.println("****************************");
​
    Consumer<String> cons2 = (String s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    cons2.accept("Hello world");
}

语法格式三 : 数据类型可以省略,因为可由编译器推断得出,称为“类型推断”

/*
语法格式三:数据类型可以省略,因为可由编译器推断得出,称为“类型推断”
 */
@Test
public void test04(){
    Consumer<String> cons2 = (String s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    cons2.accept("Hello world");
    //类型推断
    Consumer<String> cons3 = (s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    cons3.accept("Hello world");
​
}

语法格式四 : Lambda 若只需要一个参数时,参数的小括号可以省略

/*
语法格式四 : Lambda 若只需要一个参数时,参数的小括号可以省略
 */
@Test
public void test05(){
    //类型推断
    Consumer<String> cons3 = (s) -> {
        System.out.println(s);
    };
    cons3.accept("Hello world");
​
    Consumer<String> cons4 = s -> {
        System.out.println(s);
    };
    cons4.accept("Hello world");
}

语法格式五 : Lambda 需要两个或以上的参数,多条执行语句,并且可以有返回值

/*
语法格式五:Lambda 需要两个或以上的参数,多条执行语句,并且可以有返回值
 */
@Test
public void test06(){
    Comparator<Integer> com1 = new Comparator<Integer>() {
        @Override
        public int compare(Integer o1, Integer o2) {
            System.out.println(o1);
            System.out.println(o2);
            return o1.compareTo(o2);
        }
    };
    int compare = com1.compare(12, 23);
    System.out.println(compare);
​
    System.out.println("*************************");
​
    Comparator<Integer> com2 = (o1, o2) -> {
        System.out.println(o1);
        System.out.println(o2);
        return o1.compareTo(o2);
    };
    System.out.println(com2.compare(21, 12));
}

语法格式六 : 当 Lambda 体只有一条语句时,return 与大括号若有,都可以省略

/*
语法格式六:当 Lambda 体只有一条语句时,return 与大括号若有,都可以省略
 */
@Test
public void test07(){
    Comparator<Integer> com = (o1, o2) -> o1.compareTo(o2);
    int compare = com.compare(12, 21);
    System.out.println(compare);
}

总结 :

-> 左边 : lambda形参列表的参数类型可以省略(类型推断);如果lambda形参列表只有一个参数,其一对()也可以省略
-> 右边 : lambda体应该使用一对大括号{}包裹;如果lambda体只有一条执行语句(可能是return语句),可以省略这一对大括号{}以及return关键字

二、函数式(Functional)接口

1. 什么是函数式接口

如果一个接口中只声明了一个抽象方法,则此接口就是函数型接口。

你可以通过 Lambda 表达式来创建该接口的对象。(若 Lambda 表达式抛出一个受检异常(即:非运行时异常),那么该异常需要在目标接口的抽象方法上进行声明)。

我们可以在一个接口上使用 @FunctionalInterface 注解,这样做可以检查它是否是一个函数式接口。同时 javadoc 也会包含一条声明,说明这个接口是一个函数式接口。

在java.util.function包下定义了Java 8 的丰富的函数式接口

@FunctionalInterface
public interface MyInterface {
    void method1();
}

2. 如何理解函数式接口

Java从诞生日起就是一直倡导“一切皆对象”,在Java里面面向对象(OOP)编程是一切。但是随着python、scala等语言的兴起和新技术的挑战,Java不得不做出调整以便支持更加广泛的技术要求,也即java不但可以支持OOP还可以支持OOF(面向函数编程)

在函数式编程语言当中,函数被当做一等公民对待。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。

简单的说,在Java8中,Lambda表达式就是一个函数式接口的实例。这就是Lambda表达式和函数式接口的关系。也就是说,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。

所以以前用匿名实现类表示的现在都可以用Lambda表达式来写。

3. 函数式接口举例

Java内置四大核心函数式接口 :

消费型接口 : Consumer<T>     void accept(T t)
供给型接口 : Supplier<T>     T get()
函数型接口 : Function<T,R>   R apply(T t)
断定型接口 : Predicate<T>    boolean test(T t)

举例 : 消费型接口

@Test
public void test01(){
    happyTime(100, new Consumer<Double>() {
        @Override
        public void accept(Double aDouble) {
            System.out.println("今天很开心,消费" + aDouble);
        }
    });
​
    System.out.println("********************************");
​
    happyTime(100, aDouble -> System.out.println("今天很开心,消费" + aDouble));
}
/*
result :
今天很开心,消费100.0
********************************
今天很开心,消费100.0
 */
​
public void happyTime(double money, Consumer<Double> con){
    con.accept(money);
}

举例 : 断言式接口

    @Test
    public void test02(){
        List<String> list = Arrays.asList("北京", "南京", "天津", "东京", "西京", "普京");
​
//        List<String> resList = filterString(list, new Predicate<String>() {
//            @Override
//            public boolean test(String s) {
//                return s.contains("京");
//            }
//        });
//        System.out.println(resList);
        //使用lambda表达式
        List<String> resList = filterString(list, s -> s.contains("京"));
        System.out.println(resList);
    }
​
    public List<String> filterString(List<String> list, Predicate<String> pre){
        List<String> resList = new ArrayList<>();
​
        for (String str : list){
            if (pre.test(str)){
                resList.add(str);
            }
        }
​
        return resList;
    }

三、方法引用与构造器引用

1. 方法引用

当要传递给Lambda体的操作,已经有实现的方法了,可以使用方法引用

方法引用可以看做是Lambda表达式深层次的表达。换句话说,方法引用就是Lambda表达式,也就是函数式接口的一个实例,通过方法的名字来指向一个方法,可以认为是Lambda表达式的一个语法糖。

要求 : 实现接口的抽象方法的参数列表和返回值类型,必须与方法引用的方法的参数列表和返回值类型保持一致

格式:使用操作符 “::” 将类(或对象) 与 方法名分隔开来。

如下三种主要使用情况:

  • 对象::实例方法名

  • 类::静态方法名

  • 类::实例方法名

情况一使用举例 :

// 情况一:对象 :: 实例方法
//Consumer中的void accept(T t)
//PrintStream中的void println(T t)
@Test
public void test1() {
   Consumer<String> con = str -> System.out.println(str);
   con.accept("测试");
​
   System.out.println("***********************");
​
   PrintStream ps = System.out;
   Consumer<String> con2 = ps::println;
   con2.accept("测试");
}
​
//Supplier中的T get()
//Employee中的String getName()
@Test
public void test2() {
   Employee emp = new Employee(1001, "Tom", 23, 5600);
​
   Supplier<String> sup = () -> emp.getName();
   System.out.println(sup.get());
​
   System.out.println("************************");
​
   Supplier<String> sup2 = emp::getName;
   System.out.println(sup2.get());
}

情况二使用举例 :

// 情况二:类 :: 静态方法
//Comparator中的int compare(T t1,T t2)
//Integer中的int compare(T t1,T t2)
@Test
public void test3() {
   Comparator<Integer> com1 = (o1, o2) -> Integer.compare(o1, o2);
   System.out.println(com1.compare(12, 21));
​
   System.out.println("********************");
​
   Comparator<Integer> com2 = Integer::compare;
   System.out.println(com2.compare(21, 12));
}
​
//Function中的R apply(T t)
//Math中的Long round(Double d)
@Test
public void test4() {
   Function<Double, Long> fun = num -> Math.round(num);
   Long res = fun.apply(12.2);
   System.out.println(res);
​
   System.out.println("********************");
​
   Function<Double, Long> func = Math::round;
   Long result = fun.apply(12.2);
   System.out.println(result);
}

情况三使用举例 :

// 情况三:类 :: 实例方法 
// Comparator中的int comapre(T t1,T t2)
// String中的int t1.compareTo(t2)
@Test
public void test5() {
   Comparator<String> com1 = (s1, s2) -> s1.compareTo(s2);
   System.out.println(com1.compare("abc", "abd"));
​
   System.out.println("************************");
​
   Comparator<String> com2 = String :: compareTo;
   System.out.println(com2.compare("abc", "abd"));
}
​
//BiPredicate中的boolean test(T t1, T t2);
//String中的boolean t1.equals(t2)
@Test
public void test6() {
   BiPredicate<String, String> pre1 = (s1, s2) -> s1.equals(s2);
   System.out.println(pre1.test("abc", "abc"));
​
   System.out.println("************************");
​
   BiPredicate<String, String> pre2 = String :: equals;
   System.out.println(pre2.test("abc", "abd"));
​
}
​
// Function中的R apply(T t)
// Employee中的String getName();
@Test
public void test7() {
   Function<Employee, String> func1 = (emp) -> emp.getName();
   System.out.println(func1.apply(new Employee(1001, "Tom", 12, 500)));
​
   System.out.println("***********************");
​
   Function<Employee, String> func2 = Employee::getName;//Employee的对象调用getName方法
   System.out.println(func2.apply(new Employee(1001, "Tom", 12, 500)));
}

2. 构造器引用

//构造器引用
   //Supplier中的T get()
   @Test
   public void test1(){
       Supplier<Employee> sup1 = new Supplier<Employee>() {
           @Override
           public Employee get() {
               return new Employee();
           }
       };
       System.out.println(sup1.get());
​
       System.out.println("*******************");
​
       Supplier<Employee> sup2 = () -> new Employee();
       System.out.println(sup2.get());
​
       System.out.println("*****************");
​
       Supplier<Employee> sup3 = Employee :: new;
       System.out.println(sup3.get());
}
​
//Function中的R apply(T t)
   @Test
   public void test2(){
       Function<Integer, Employee> func1 = id -> new Employee(id);
       System.out.println(func1.apply(1001));
​
       System.out.println("*******************");
​
       Function<Integer, Employee> func2 = Employee :: new;
       System.out.println(func2.apply(1002));
}
​
//BiFunction中的R apply(T t,U u)
   @Test
   public void test3(){
       BiFunction<Integer, String, Employee> func1 = (id, name) -> new Employee(id, name);
       System.out.println(func1.apply(1001, "Tom"));
​
       System.out.println("**************************");
​
       BiFunction<Integer, String, Employee> func2 = Employee :: new;
       System.out.println(func2.apply(1002, "Jerry"));
}

3. 数组引用

可以把数组看做是一个类,则数组引用的写法与构造器引用一致

//数组引用
   //Function中的R apply(T t)
   @Test
   public void test4(){
       Function<Integer, String[]> func1 = length -> new String[length];
       System.out.println(Arrays.toString(func1.apply(5)));
​
       System.out.println("********************");
​
       Function<Integer, String[]> func2 = String[] :: new;
       System.out.println(Arrays.toString(func2.apply(10)));
   }

四、强大的StreamAPI

Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这是目前为止对Java类库最好的补充,因为Stream API可以极大提供Java程序员的生产力,让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念,它可以指定你希望对集合进行的操作,可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。 使用Stream API 对集合数据进行操作,就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 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。

1. 为什么使用StreamAPI

实际开发中,项目中多数数据源都来自于Mysql,Oracle等。但现在数据源可以更多了,有MongDB,Radis等,而这些NoSQL的数据就需要Java层面去处理。

Stream 和 Collection 集合的区别:Collection 是一种静态的内存数据结构,而 Stream 是有关计算的。前者是主要面向内存,存储在内存中,后者主要是面向 CPU,通过 CPU 实现计算。

2. 什么是Stream

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,Stream讲的是计算!

注意 :

  • Stream 自己不会存储元素。

  • Stream 不会改变源对象。相反,他们会返回一个持有结果的新Stream。

  • Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

3. Stream的操作步骤

Stream的执行流程 :

  • Stream的实例化 : 一个数据源(如:集合、数组),获取一个流

  • 一系列的中间操作(过滤、映射...) : 一个中间操作链,对数据源的数据进行处理

  • 终止操作 : 一旦执行终止操作,就执行中间操作链,并产生结果。之后,不会再被使用

         

4. Stream的实例化

4.1 创建Stream : 通过集合

Java8 中的 Collection 接口被扩展,提供了两个获取流的方法:

  • default Stream<E> stream() : 返回一个顺序流

  • default Stream<E> parallelStream() : 返回一个并行流

@Test
public void test01(){
    List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
    //获取一个顺序流
    Stream<Employee> stream = employees.stream();
    //获取一个并行流
    Stream<Employee> parallelStream = employees.parallelStream();
}

4.2 创建Stream : 通过数组

Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流:

  • static <T> Stream<T> stream(T[] array) : 返回一个流

重载形式,能够处理对应基本类型的数组:

  • public static IntStream stream(int[] array)

  • public static LongStream stream(long[] array)

  • public static DoubleStream stream(double[] array)

@Test
public void test02(){
    int[] arr = new int[5];
    IntStream stream = Arrays.stream(arr);
​
    Employee e1 = new Employee(1001, "Tom");
    Employee e2 = new Employee(1002, "Jerry");
​
    Employee[] arr1 = new Employee[]{e1, e2};
    Stream<Employee> stream1 = Arrays.stream(arr1);
}

4.3 创建Stream : 通过Stream的of方法

可以调用Stream类静态方法 of(), 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

  • public static<T> Stream<T> of(T... values) : 返回一个流

@Test
public void test03(){
    Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4);
}

4.4 创建Stream : 创建无限流

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。造数据

迭代 public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)

生成 public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)

    /*
    创建Stream的方式四 : 通过无限流 -> 造数据
     */
    @Test
    public void test04(){
//        迭代
//        public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)
        //遍历 : 从0开始的偶数 限制前十个数据
        Stream.iterate(0, t -> t+2).limit(10).forEach(System.out::println);
​
//        生成
//        public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
        Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
​
    }

5. Stream的中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线,除非流水线上触发终止操作,否则中间操作不会执行任何的处理!而在终止操作时一次性全部处理,称为“惰性求值”。

5.1 筛选与切片

  • filter(Predicate p) : 接收 Lambda , 从流中排除某些元素

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

  • limit(long maxSize) : 截断流,使其元素不超过给定数量

  • skip(long 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

    //1. 筛选与切片
    @Test
    public void test01(){
        List<Employee> list = EmployeeData.getEmployees();
        Stream<Employee> stream = list.stream();
        //filter(Predicate p) :  接收 Lambda,从流中排除某些元素
        //练习 : 找出工资大于7000的员工
        stream.filter(employee -> employee.getSalary() > 7000).forEach(System.out::println);
        System.out.println();
    ​
        //limit(long maxSize) : 截断流,使其元素不超过给定数量
        //注意 stream 一旦执行了终止操作就关闭了 如果再次使用会报异常
        //java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
        //练习 : 输出前三个员工信息
        list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
        System.out.println();
    ​
        //skip(long 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
        //练习 : 跳过前三个员工
        list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);
        System.out.println();
    ​
        //distinct() : 筛选,通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
        list.add(new Employee(1009, "侯德阳", 20, 15500));
        list.add(new Employee(1009, "侯德阳", 20, 15500));
        list.add(new Employee(1009, "侯德阳", 20, 15500));
        list.add(new Employee(1009, "侯德阳", 20, 15500));
    ​
        list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
    }
    /*
    result : 
    Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
    Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
    Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
    ​
    Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
    Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
    Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
    ​
    Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
    Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
    Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
    Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
    Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
    ​
    Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
    Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
    Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
    Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
    Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
    Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
    Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
    Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
    Employee{id=1009, name='侯德阳', age=20, salary=15500.0}
    ​
    Process finished with exit code 0
    ​
    */

5.2 映射

  • map(Function 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,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,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,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,然后把所有流连接成一个流

    //2. 映射
    @Test
    public void test02(){
        //map(Function f) : 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,并将其映射成一个新的元素。
        List<String> list = Arrays.asList("aa", "bb", "cc");
        list.stream().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);
        System.out.println();
    ​
        //练习 : 获取员工姓名长度大于3的员工的姓名
        List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
        employees.stream().map(Employee::getName).filter(str -> str.length() > 3).forEach(System.out::println);
        System.out.println();
    ​
        //通过map映射将每个字符串都转换为stream 形成streamStream 通过两次forEach遍历出来
        Stream<Stream<Character>> streamStream = list.stream().map(StreamAPITest1::fromStringToStream);
        streamStream.forEach(stream -> stream.forEach(System.out::println));
        System.out.println();
        //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,然后把所有流连接成一个流
        //如果使用 flatMap 就会自动将内层的stream拆开
        list.stream().flatMap(StreamAPITest1::fromStringToStream).forEach(System.out::println);
    ​
        //对于集合中套集合的方式 要遍历每一个元素 则使用flatMap
    ​
    }
    ​
    /**
     * @Description 将字符串转换为字符数组的Stream
     * @author hjc
     * @param str 输入的字符串
     * @returnType java.util.stream.Stream<java.lang.Character>
     */
    public static Stream<Character> fromStringToStream(String str){
        List<Character> list = new ArrayList<>();
    ​
        for (char character : str.toCharArray()){
            list.add(character);
        }
    ​
        return list.stream();
    ​
    }
    ​
    /*
    result : 
    AA
    BB
    CC
    ​
    比尔盖茨
    扎克伯格
    ​
    a
    a
    b
    b
    c
    c
    ​
    a
    a
    b
    b
    c
    c
    ​
    Process finished with exit code 0
    ​
    */

5.3 排序

  • sorted() : 产生一个新流,其中按自然顺序排序

  • sorted(Comparator com) : 产生一个新流,其中按比较器顺序排序

    //3. 排序
    @Test
    public void test04(){
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 6, 4, 3);
        //按照自然排序
        list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
    ​
        List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
        //按照年龄从小到大 按照工资从小到大
        employees.stream().sorted((e1, e2) -> {
            int ageValue = Integer.compare(e1.getAge(), e2.getAge());
            if (ageValue != 0){
                return ageValue;
            } else {
                return Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary());
            }
        }).forEach(System.out::println);
    }
    /*
    result : 
    Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
    Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
    Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
    Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
    Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
    Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
    Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
    Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
    ​
    Process finished with exit code 0
     */

6. Stream的终止操作

6.1 匹配与查找

  • 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) : 内部迭代(使用 Collection 接口需要用户去做迭代,称为外部迭代。相反,Stream API 使用内部迭代——它帮你把迭代做了)

    @Test
    public void test01(){
        List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
        //allMatch(Predicate p) : 检查是否匹配所有元素
        //练习 : 是否所有的员工年龄大于18岁
        boolean allMatch = employees.stream().allMatch(emp -> emp.getAge() > 18);
        System.out.println(allMatch);//false
    
        //anyMatch(Predicate p) : 检查是否至少匹配一个元素
        //练习 : 是否存在员工的工资大于10000
        boolean anyMatch = employees.stream().anyMatch(emp -> emp.getSalary() > 10000);
        System.out.println(anyMatch);//false
    
        //noneMatch(Predicate p) : 检查是否没有匹配所有元素
        //练习 : 是否存在员工姓'雷'
        boolean noneMatch = employees.stream().noneMatch(emp -> emp.getName().startsWith("雷"));
        System.out.println(noneMatch);//false
    
        //findFirst() : 返回第一个元素
        //找出工资最高的员工
        Optional<Employee> employee = employees.stream()
                .sorted((e1, e2) -> -Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary())).findFirst();
        System.out.println(employee);
        //Optional[Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}]
    
        //findAny() : 返回当前流中的任意元素
        Optional<Employee> anyEmployee = employees.stream().findAny();
        System.out.println(anyEmployee);
        //Optional[Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}]
    
        //count() : 返回流中元素总数
        long count = employees.stream().filter(emp -> emp.getSalary() > 5000).count();
        System.out.println(count);//5
    
        //max(Comparator c) : 返回流中最大值
        //找出最高的工资
        Optional<Double> maxSalary = employees.stream().map(Employee::getSalary).max(Double::compare);
        System.out.println(maxSalary);//Optional[9876.12]
    
        //min(Comparator c) : 返回流中最小值
        //找出年龄最小员工
        Optional<Employee> min = employees.stream().min((e1, e2) -> Integer.compare(e1.getAge(), e2.getAge()));
        System.out.println(min);
        //Optional[Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}]
    
        //forEach(Consumer c) : 内部迭代
        employees.stream().forEach(System.out::println);
    
        //使用集合的遍历操作
        employees.forEach(System.out::println);
    }
    /*
    result : 
    false
    false
    false
    Optional[Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}]
    Optional[Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}]
    5
    Optional[9876.12]
    Optional[Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}]
    */

6.2 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>

说明 : map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式,因 Google 用它来进行网络搜索而出名。

    //2. 归约
    @Test
    public void test02(){
        //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
        //计算 1-10 的自然数的和
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        //reduce的第一个参数是初始值
        Integer sum = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
        System.out.println(sum);//55

        //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>
        List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
        Optional<Double> sumSalary = employees.stream().map(Employee::getSalary).reduce(Double::sum);
//        employees.stream().map(Employee::getSalary).reduce((d1, d2) -> d1 + d2);
        System.out.println(sumSalary);//Optional[48424.08]
    }

6.3 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的操作(如收集到 List、Set、Map)。

另外, 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。

//3. 收集
@Test
public void test04(){
    //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
    //练习 : 查找工资大于6000的员工 结果返回一个List或Set
    List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
    List<Employee> collect = employees.stream().filter(emp -> emp.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toList());
    collect.forEach(System.out::println);
    System.out.println();
    Set<Employee> collectSet = employees.stream().filter(emp -> emp.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toSet());
    collectSet.forEach(System.out::println);
}
/*
result : 
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}

Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}

Process finished with exit code 0
*/

五、Optional类

到目前为止,臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前,为了解决空指针异常,Google公司著名的Guava项目引入了Optional类,Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染,它鼓励程序员写更干净的代码。受到Google Guava的启发,Optional类已经成为Java 8类库的一部分。

Optional<T> 类(java.util.Optional) 是一个容器类,它可以保存类型T的值,代表这个值存在。或者仅仅保存null,表示这个值不存在。原来用 null 表示一个值不存在,现在 Optional 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。

Optional类的Javadoc描述如下:这是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true,调用get()方法会返回该对象。

1. 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) : t 可以为null

        /*
        创建Optional类对象
         */
        @Test
        public void test01(){
            Girl girl = new Girl();
    //        girl = null;
            //of() : 创建一个Optional实例,t必须是非空的
            Optional<Girl> optionalGirl = Optional.of(girl);
            System.out.println(optionalGirl);//Optional[Girl{name='null'}]
    
            //empty() : 创建一个空的Optional实例
            Optional<Object> objectOptional = Optional.empty();
            System.out.println(objectOptional);//Optional.empty
    
            //ofNullable() : t 可以为null
            girl = null;
            Optional<Girl> optionalGirl1 = Optional.ofNullable(girl);
            System.out.println(optionalGirl1);//Optional.empty
        }

2. Optional类的常用方法

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,并且该值会作为参数传给它。

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。

    /*
    of()方法与get()方法搭配使用
    */
    @Test
    public void test06(){
    
        Boy boy = new Boy();
        Optional<Boy> optionalBoy = Optional.of(boy);
        System.out.println(optionalBoy.isPresent());//true
        optionalBoy.ifPresent(System.out::println);//Boy{girl=null}
        
    	//通常与of方法搭配使用 用于获取封装的数据
        Boy boy1 = optionalBoy.get();
        System.out.println(boy1);//Boy{girl=null}
    
    }
    /*
    ofNullable()与orElse()搭配使用
     */
    @Test
    public void test02(){
        String str = "北京";
        str = null;
    
        Optional<String> optionalS = Optional.ofNullable(str);
        String s = optionalS.orElse("上海");
    
        System.out.println(s);
    }

3. Optional类使用举例

为了在程序中避免出现空指针异常

/*
Optional类使用举例
 */
public String getGirlName(Boy boy){
    return boy.getGirl().getName();
}

/*
使用Optional类之前
 */
@Test
public void test02(){
    Boy boy = new Boy();
    String girlName = getGirlName(boy);
    System.out.println(girlName);
}

//优化以后的getGirlName方法 :
public String getGirlName1(Boy boy){
    if (boy != null){
        Girl girl = boy.getGirl();
        if (girl != null){
            return girl.getName();
        }
    }
    return null;
}
@Test
public void test04(){
    Boy boy = new Boy();
    String girlName1 = getGirlName1(boy);
    System.out.println(girlName1);//null
}

//使用Optional类后的getGirlName方法 :
public String getGirlName2(Boy boy){
    //将boy包装进Optional中
    Optional<Boy> optionalBoy = Optional.ofNullable(boy);

    //此时返回的boy一定是非空的
    Boy boy1 = optionalBoy.orElse(new Boy());

    Girl girl = boy1.getGirl();

    Optional<Girl> optionalGirl = Optional.ofNullable(girl);
    //此时返回的girl1一定是非空的
    Girl girl1 = optionalGirl.orElse(new Girl("迪丽热巴"));

    return girl1.getName();
}

@Test
public void test05(){
    Boy nullBoy = null;
    String girlName2 = getGirlName2(nullBoy);
    System.out.println(girlName2);//迪丽热巴

    Boy boy = new Boy(new Girl("古力娜扎"));
    String girlName21 = getGirlName2(boy);
    System.out.println(girlName21);//古力娜扎
}

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