Java 8 函数式编程
2021-06-21 21:34:30 35 举报AI智能生成
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Java8函数式编程（未完待续）
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大纲/内容
Java 8 函数式编程
Lambda表达式
去除大量模板代码，使代码变得紧凑，增强可读性
表现形式
(类型 参数) -> {方法体}
类型可选，一般javac会自动推断出参数类型（也存在无法推断的情况）没有参数时，省略类型和参数有且仅有一个参数时，参数括号可省略方法体如果只有一行语句，可省略花括号
方法引用
类名::方法名
当参数仅有一个，且返回值为类的一个方法(静态或非静态均可)返回值时，可省略参数，使用 类名::方法名 的方式描述
使用 类名::new 来引用类的构造方法
值引用
同匿名内部类类似，在Lambda表达式中引用的变量，需要声明为final或在既成事实上为final即终态变量
String name = \"Alex\";// name自声明以来仅赋值一次，// 虽然没有显式声明为final，但为既成事实上的final变量button.addActionListener(event -> System.out.println(\"hi \" + name));name = \"Jack\"; // 再次赋值会导致上一行lambda表达式报错
此特性表明lambda表达式中变量实际上为值引用
函数式接口
函数式接口是只有一个抽象方法的接口，用作Lambda表达式的类型允许存在其他非抽象方法（如静态非抽象方法、default默认方法）
只有一个抽象方法的限制保证了javac可以正常的推断Lambda表达式所实现的接口方法
（可选）可以使用@FunctionalInterface标注函数式接口，该注解会强制javac检查一个接口是否符合函数接口的标准。如果该注释添加给一个枚举类型、类或另一个注释，或者接口包含不止一个抽象方法，javac就会报错。重构代码时，使用它能很容易发现问题
常用的函数式接口java.util.function
一元接口
Predicate<T>:
boolean test(T t)谓词函数，传入一个变量，根据一定规则进行布尔判断
R apply(T t)一般函数，传入一个变量，输出另一个变量
UnaryOperator<T>
T apply(T t)算子函数，输入输出同类型形如XXOperator的接口均为算子函数式接口，入参出参类型相同
Consumer<T>:
void accept(T t)消费函数，传入一个变量，执行无返回值的操作
Supplier<T>
T get()生产函数，没有输入，输出一个变量
二元接口
BinaryOperator<T>
类型推断
javac会根据应用上下文自动推断变量类型
final String[] ary = {\"Hello\
Predicate<Integer> atLeast5 = x -> x > 5;
依据Predicate<Integer>自动推断x的类型为Integer，并且表达式的返回值为boolean
反例
编译报错，因为无法推断xy的类型，则认定xy类型为Object，而Object类型不支持+操作符
流(Stream)
外部迭代到内部迭代
外部迭代：针对集合的普通for循环，由应用代码控制迭代的方式 本质上为串行化操作，不易修改为并行化迭代
内部迭代：通过对集合的stream操作，应用程序仅仅关心迭代需要进行的操作和迭代结果 迭代的实现方式由集合自行控制
实现方式
Collection的stream方法返回集合的一个可操作流对象（并非创建了一个新的集合）
针对stream有一系列的流操作方法，分为两大类
惰性求值
仅仅是对流需要执行的操作的描述，并不会立即执行返回值是stream
例如过滤操作filter
及早求值
从stream产生新值的方法，会导致stream的迭代返回值是非stream或空
例如计数操作count
针对如下例子：List<String> strings = ...;long emptyStrCount = strings .stream() .filter(str -> !str.isEmpty()) .count();
strings为一个字符串列表，对其中为空的字符串进行计数
通过stream()方法获取集合的可操作stream流
filter方法接受一个一元谓词函数(Predicate<String>)，并依据返回的boolean值决定断言的元素是否保留到过滤后的stream中filter操作并不会立即执行，它仅仅描述需要对strings.stream()这个流对象需要执行的操作
最后count方法对过滤后的stream进行元素计数，获得最终结果
如果修改为strings.stream().filter(str -> { System.out.println(str); return str.isEmpty(); });此代码执行后并不会有任何输出，因为filter方法不会构造一个新的列表，不会立即迭代列表，并且此stream没有及早求值方法，因此不会进行迭代，即filter方法不会被执行
常用的流操作
惰性求值操作
filter
接收一个Predicate<T>，并据此对stream执行过滤，仅保留test(T t)结果为true的元素
map
例如 List<String> intStr = integers.stream().map(String::valueOf).collect(Collectors.toList());
flatMap
将多个stream流中的元素综合成一个stream
distinct
从stream元素中去除重复元素，判断依据equals方法的返回值
例如int distinctValCount = integers.stream().distinct().count(); // 求取整数列表中不重复元素的个数
sorted
依据自然顺序(natural order)对stream元素排序，返回排序后的stream
例如List<Integer> sortedInt = integers.stream().sorted().collect(Collectors.toList());求取整数列表排序后的列表
元素需要实现Comparable<T>接口，或者给sorted传入自定义的Comparable<T>
peek
接受一个Consumer<T>，对stream中的每个元素执行Consumer操作，并返回原stream
例如List sortedInt = integers.stream() .peek(System.out::println) .sorted() .peek(System.out::println) .collect(Collectors.toList());求取整数列表排序后的列表，并将排序前后的元素打印出来
通常用于对数据进行监控，日志记录等
limit/skip
接受一个long类型参数，限制保留/跳过指定数量的元素
例如// 求取整数数列中前三小的数List min3int = integers.stream().sorted().limit(3).collect(Collectors.toList());// 去除整数数列中前三小的数List min3int = integers.stream().sorted().skip(3).collect(Collectors.toList());
及早求值操作
collect
对stream执行收集操作，产生一个新的对象（集合）接受一个实现了Collector接口的对象作为参数，用来描述收集元素形成集合的方式
常用stream.collect(Collectors.toList())来从stream中获取列表Collectors类中预定义了许多常用的集合收集方法
例如List<String> simpleStrings = Stream.of(\"1\
reduce
从一个stream的一组元素中生成一个值
接受一个初始值T，和一个BinaryOperator<T>，随后从初始值开始，对stream中的元素逐个执行二元操作
常用reduce操作
max/min
求stream中“最大”/“最小”的元素，接受一个Comparator<T>
返回一个Optional<T>，详见下文
类Comparator提供了许多辅助方法
例如String longestStr = strings.stream().max(Comparator.comparing(ste -> str.length())).get();获取列表中最长的字符串
count
对stream中的元素计数
anyMatch/allMatch/noneMatch
接受一个Predicate<T>，依据Predicate判断stream元素中是否 存在任何满足/所有都满足/没有满足 指定断言的元素返回布尔值
例如boolean hasEmptyStr = strings.stream().anyMatch(String::isEmpty);判断列表中是否存在空字符串
findFirst/findAny
获取stream中第一个/任意一个元素，返回Optional<T>
forEach
接受一个Consumer<T>，对stream中的每个元素执行制定操作，返回void，此stream终止
forEachOrder
此操作会按照stream中的原顺序进行Consumer操作，适用于使用了并行流（parallel）的stream
并行流 parallel stream
集合的stream()方法返回的是串行的流，对其的操作一般都是串行化的
对集合调用parallelStream()方法，或者对steram调用parallel()方法，可以获取并行化的流
并行化的流使用ForkJoinPool.commonPool()提供的pool来执行并行化任务
pool的大小默认为处理器核心数量，可以通过-Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism=N来控制
对任务简单，可并行的操作，可以通过并行流来提高执行效率，但是对于重型任务，耗时较久的任务，需要慎重考虑；因为java默认使用ForkJoinPool.commonPool()来执行parallel stream中的操作任务，并且后来的任务不会取消前置的耗时任务，这会导致，如果之前正在对并行流执行重度任务，后来的并行流任务将会等待（当pool已经满载时）
链式调用
使用一个例子来说明stream的链式调用
TODO
高阶函数
高阶函数是指接受另外一个函数作为参数，或返回一个函数的函数
要点解析
基本类型
java中的集中基本类型都有其对应的对象类型，基本类型转换为对象类型称之为装箱，反之为拆箱
当在集合中处理基本类型时，都需要引用其对应的装箱类型，例如一个整数列表 List<Integer>，然而在对装箱类型做大量的操作时（比如+）会频繁的装箱和拆箱，降低效率，可以将此种对象类型的stream转换成基本类型流之后再操作
对于int、long和double这三个基本类型，标准库已经提供了对应的高阶映射方法和对应的stream
经过特殊处理的流，专用做处理int、long、double等常用数据流，比装箱类型的流更加高效除了基本的流操作之外，提供了例如sum、max、min、average、summaryStatistics等数值计算方法
重载解析
Lambda表达式作为参数时，其类型由它的目标类型推导得出，推导过程遵循如下规则
如果只有一个可能的目标类型，由相应函数接口里的参数类型推导得出
如果有多个可能的目标类型，由最具体的类型推导得出
如果有多个可能的目标类型且最具体的类型不明确，则需人为指定类型
默认方法
类胜于接口 如果在继承链中有方法体或抽象的方法声明，那么就可以忽略接口中定义的方法
保证代码向后兼容
子类胜于父类\u00A0 如果一个接口继承了另一个接口，且两个接口都定义了一个默认方法，那么子类中定义的方法胜出
如果上面两条规则不适用，子类要么需要实现该方法，要么将该方法声明为抽象方法
Optional
Optional<T>可以看做一个容器，用来代替null值null值通常会引发NullPointerException，Optional就是为了更加安全的处理null值
构造
通过Optional.of(T t)工厂方法来获取一个包装了t的Optional对象，要求t非空
通过Optional.ofNullable(T t)工厂方法来获取一个允许t为空的对象
Optional.empty()返回一个空的Optional对象
使用
isPresent()方法判断容器是否为空
ifPresent(Consumer<T> consumer)方法判断容器是否为空，如果不为空，则使用Consumer处理对象，否则不处理
get()方法获取容器中的对象，需要首先判断对象是否存在，如果对象为null，会抛出异常
orElse(T other)方法获取容器中的对象，如果对象为null，则返回提供的默认值other
orElseGet(Supplier<T> other)方法获取容器中的对象，如果对象为null，则通过调用Supplier的get方法获取默认值
filter(Predicate<T> predicate)方法使用提供的断言来检测容器中的对象，如果检测为true，则返回原Optional对象，否则返回空的Optional对象
stream元素顺序
如果入流是有序的，则出流也是有序的
如从List得到的流
如果入流是无序的，则出流也是无序的
如从Set得到的流
对于forEach来说，无法保证并行流的顺序是有序的，可以使用forEachOrder来保证按照入流顺序处理
收集器
转换成其他集合
转换为值
参考
https://blog.csdn.net/f641385712/article/details/81506090
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