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Java8新特性：Lambda表达式

文章目录

• 前文回顾
• 前言
• 一、Stream API
• • 1.Stream 的操作三个步骤
  • 2.创建 Stream
  • • 方式一：通过集合
    • 方式二：通过数组
    • 方式三：通过Stream的of()
    • 方式四：创建无限流
  • 3.Stream 的中间操作
  • • 筛选与切片
    • 映 射
    • 排序
  • 4.Stream 的终止操作
  • • 匹配与查找
    • 归约
    • 收集
• 二、Optional类

前言

Stream API是Java8中继 Lambda 表达式外的另一个最为重要的改变。

一、Stream API

🍎 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。
🍎 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。
🍎 “集合讲的是数据， Stream讲的是计算！”

注意：
①Stream 自己不会存储元素。
②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
③Stream 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。

1.Stream 的操作三个步骤

⭐️ 1- 创建 Stream
一个数据源（如：集合、数组），获取一个流。
⭐️ 2- 中间操作
一个中间操作链，对数据源的数据进行处理。
⭐️ 3- 终止操作(终端操作)
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。

2.创建 Stream

提供测试所用数据，后续举例代码中会用

public class Employee {private int id;private String name;private int age;private double salary;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 int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public double getSalary() {return salary;}public void setSalary(double salary) {this.salary = salary;}public Employee() {System.out.println("Employee().....");}public Employee(int id) {System.out.println("Employee(int id).....");this.id = id;}public Employee(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;System.out.println("Employee(int id, String name).....");}public Employee(int id, String name, int age, double salary) {this.id = id;this.name = name;this.age = age;this.salary = salary;}@Overridepublic String toString() {return "Employee{" + "id=" + id + ", name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", salary=" + salary + '}';}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o)return true;if (o == null || getClass() != o.getClass())return false;Employee employee = (Employee) o;if (id != employee.id)return false;if (age != employee.age)return false;if (Double.compare(employee.salary, salary) != 0)return false;return name != null ? name.equals(employee.name) : employee.name == null;}@Overridepublic int hashCode() {int result;long temp;result = id;result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);result = 31 * result + age;temp = Double.doubleToLongBits(salary);result = 31 * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));return result;}}

public class EmployeeData {public static List<Employee> getEmployees(){List<Employee> list = new ArrayList<>();list.add(new Employee(1001, "马化腾", 34, 6000.38));list.add(new Employee(1002, "马云", 12, 9876.12));list.add(new Employee(1003, "刘强东", 33, 3000.82));list.add(new Employee(1004, "雷军", 26, 7657.37));list.add(new Employee(1005, "李彦宏", 65, 5555.32));list.add(new Employee(1006, "比尔盖茨", 42, 9500.43));list.add(new Employee(1007, "任正非", 26, 4333.32));list.add(new Employee(1008, "扎克伯格", 35, 2500.32));return list;}}

方式一：通过集合

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

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest {    /*     创建 Stream方式一：通过集合 1. default Stream stream() : 返回一个顺序流 2. default Stream parallelStream() : 返回一个并行流     */    @Test    public void test1() { List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees(); // default Stream stream() : 返回一个顺序流 Stream<Employee> stream = employees.stream(); // default Stream parallelStream() : 返回一个并行流 Stream<Employee> parallelStream = employees.parallelStream();    }}

方式二：通过数组

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

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)

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest {    /*     创建 Stream方式二：通过数组 1. 调用Arrays类的 static  Stream stream(T[] array): 返回一个流     */    @Test    public void test2() { // static  Stream stream(T[] array): 返回一个流 int[] arr = new int[]{1, 2, 3}; 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);    }}

方式三：通过Stream的of()

🍎 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。

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest {    /*     创建 Stream方式三：通过Stream的of() 1. public static Stream of(T... values) : 返回一个流     */    @Test    public void test3() { // public static Stream of(T... values) : 返回一个流 Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);    }}

方式四：创建无限流

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

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest {    /*     创建 Stream方式四：创建无限流 1. 迭代   public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f) 2. 生成   public static Stream generate(Supplier s)     */    @Test    public void test4() { //  迭代  public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f) // 遍历前10个偶数 Stream.iterate(0, t -> t + 2).limit(10).forEach(System.out :: println); // 生成   public static Stream generate(Supplier s) // 创建10个随机数 Stream.generate(Math :: random).limit(10).forEach(System.out :: println);    }}

3.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” 。

筛选与切片

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest1 {    /*    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     */    @Test    public void test1() { // filter(Predicate p) 接收 Lambda ， 从流中排除某些元素 List<Employee> employeeList = EmployeeData.getEmployees(); Stream<Employee> stream = employeeList.stream(); stream.filter(e -> e.getSalary() > 7000).forEach(System.out :: println);  // 查询工资大于7000的员工信息 System.out.println(); // limit(long maxSize) 截断流，使其元素不超过给定数量 employeeList.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 employeeList.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 employeeList.add(new Employee(1010, "刘强东", 40, 8000)); employeeList.add(new Employee(1010, "刘强东", 55, 8000)); employeeList.add(new Employee(1010, "刘强东", 40, 8000)); employeeList.add(new Employee(1010, "刘强东", 40, 8000)); employeeList.stream().distinct().forEach(System.out :: println);    }}

映 射

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest1 {    /*    2、映射 map(Function f) 接收一个函数作为参数，将元素转换成其他形式或提取信息，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。 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     */    @Test    public void test2() { // map(Function f) 接收一个函数作为参数，将元素转换成其他形式或提取信息，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> stringList = Arrays.asList("aa", "bb", "cc", "dd"); stringList.stream().map(str -> str.toUpperCase()).forEach(System.out :: println); System.out.println(); // 练习1：获取员工姓名长度大于3的员工的姓名 List<Employee> employeeList = EmployeeData.getEmployees();// Stream nameStream = employeeList.stream().map(e -> e.getName()); Stream<String> nameStream = employeeList.stream().map(Employee::getName); nameStream.filter(name -> name.length() > 3).forEach(System.out :: println); System.out.println(); // 练习2： Stream<Stream<Character>> streamStream = stringList.stream().map(StreamAPITest1::fromStringToStream); streamStream.forEach(streamChar -> {     streamChar.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 Stream<Character> characterStream = stringList.stream().flatMap(StreamAPITest1::fromStringToStream); characterStream.forEach(System.out :: println);    }    // 将字符串中的多个字符构成的集合转换为对应的 Stream 的实例    public static Stream<Character> fromStringToStream(String str) { ArrayList<Character> list = new ArrayList<>(); for (Character c : str.toCharArray()) {     list.add(c); } return list.stream();    }    @Test    public void test3() { ArrayList list1 = new ArrayList(); list1.add(1); list1.add(2); list1.add(3); ArrayList list2 = new ArrayList(); list2.add(4); list2.add(5); list2.add(6);// list1.add(list2);// System.out.println(list1);  // [1, 2, 3, [4, 5, 6]] list1.addAll(list2); System.out.println(list1);  // [1, 2, 3, 4, 5, 6]    }}

排序

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest1 {    /*    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     */    @Test    public void test4() { // sorted() 产生一个新流，其中按自然顺序排序 List<Integer> list = Arrays.asList(12, 58, 0, -10); list.stream().sorted().forEach(System.out :: println); // 抛异常。原因：Employee没有实现Comparable接口// List employees = EmployeeData.getEmployees();// employees.stream().sorted().forEach(System.out :: println); System.out.println(); // sorted(Comparator com) 产生一个新流，其中按比较器顺序排序 List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees(); employees.stream().sorted( (e1, e2) -> {     int ageValue = Integer.compare(e1.getAge(), e2.getAge());     if (ageValue != 0) {  return ageValue;     } else {  return -Double.compare(e1.getAge(), e2.getAge());     } } ).forEach(System.out :: println);    }}

4.Stream 的终止操作

🍎 终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如： List、 Integer，甚至是 void 。
🍎 流进行了终止操作后，不能再次使用。

匹配与查找

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest2 {    /*    1、匹配与查找allMatch(Predicate p) 检查是否匹配所有元素练习：是否所有的员工的年龄都大于18anyMatch(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10000noneMatch(Predicate p) 检查是否没有匹配所有元素练习：是否存在员工姓“雷”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) 返回流中最大值练习：返回最高的工资min(Comparator c) 返回流中最小值练习：返回最低工资的员工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 test1() { List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees(); // allMatch(Predicate p) 检查是否匹配所有元素 // 练习：是否所有的员工的年龄都大于18 boolean allMatch = employees.stream().allMatch(e -> e.getAge() > 18); System.out.println(allMatch); // 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(e -> e.getSalary() > 10000); System.out.println(allMatch); // 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(e -> e.getName().startsWith("雷")); System.out.println(noneMatch); // findFirst() 返回第一个元素 Optional<Employee> employee = employees.stream().findFirst(); System.out.println(employee); // findAny() 返回当前流中的任意元素 Optional<Employee> employee1 = employees.parallelStream().findAny(); System.out.println(employee1);    }    @Test    public void test2() { List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees(); // count() 返回流中元素总数 long count = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 5000).count(); System.out.println(count); // max(Comparator c) 返回流中最大值 // 练习：返回最高的工资 Stream<Double> doubleStream = employees.stream().map(e -> e.getSalary()); Optional<Double> max = doubleStream.max(Double::compare); System.out.println(max); // min(Comparator c) 返回流中最小值 // 练习：返回最低工资的员工 Optional<Employee> min = employees.stream().min((e1, e2) -> Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary())); System.out.println(min); System.out.println(); // 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) employees.stream().forEach(System.out :: println); // 使用集合的遍历操作 employees.forEach(System.out :: println);    }}

归约

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest2 {    /*    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练习：计算1——10的自然数的和reduce(BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional练习：计算公司所有员工的工资之和     */    @Test    public void test3() { // 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 // 练习：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); Integer reduce = list.stream().reduce(0, Integer::sum); System.out.println(reduce); // reduce(BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional // 练习：计算公司所有员工的工资之和 List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();// Stream salaryStream = employees.stream().map(e -> e.getSalary()); Stream<Double> salaryStream = employees.stream().map(Employee :: getSalary); Optional<Double> sumSalary = salaryStream.reduce(Double::sum);// System.out.println(sumSalary); System.out.println(sumSalary.get());    }}

收集

代码如下（示例）：

public class StreamAPITest2 {    /*    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     */    @Test    public void test4() { // 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：查询工资大于6000的员工，结果返回为一个List或Set List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees(); List<Employee> employeeList = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toList()); employeeList.forEach(System.out :: println); System.out.println(); Set<Employee> employeeSet = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toSet()); employeeSet.forEach(System.out :: println);    }}

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)。
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，具体方法与实例如下表：

二、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 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。

🍎 Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
⭐️ 创建Optional类对象的方法：

• 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

⭐️ 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 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 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 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。

提供测试所用数据，举例代码中会用

public class Girl {    private String name;    public Girl() {    }    public Girl(String name) { this.name = name;    }    public String getName() { return name;    }    public void setName(String name) { this.name = name;    }    @Override    public String toString() { return "Girl{" +  "name='" + name + '\'' +  '}';    }}

public class Boy {    private Girl girl;    public Boy() {    }    public Boy(Girl girl) { this.girl = girl;    }    public Girl getGirl() { return girl;    }    public void setGirl(Girl girl) { this.girl = girl;    }    @Override    public String toString() { return "Boy{" +  "girl=" + girl +  '}';    }}

代码如下（示例）：

/** * Optional 类：为了在程序中避免出现空指针异常而创建的。 * 常用的方法： *   ofNullable(T t) *   orElse(T t) */public class OptionalTest {    /*    1. Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例，t必须非空；    2. Optional.empty() : 创建一个空的 Optional 实例    3. Optional.ofNullable(T t)：创建一个 Optional 实例，t可以为 null     */    @Test    public void test1() { Girl girl = new Girl();// girl = null; // of(T t):必须保证 t 非空 Optional<Girl> optionalGirl = Optional.of(girl);    }    @Test    public void test2() { Girl girl = new Girl(); girl = null; // ofNullable(T t)：t可以为null Optional<Girl> optionalGirl = Optional.ofNullable(girl); System.out.println(optionalGirl);  // Optional.empty 一个空的 Optional 实例 // orElse(T t1): 如果当前的 Optional 内部封装的 t 是非空的，则返回内部的 t， //如果内部的 t 是空的，则返回 orElse()方法中的参数 t1。 Girl girl1 = optionalGirl.orElse(new Girl("杨幂")); System.out.println(girl1);    }    public String getGirlName(Boy boy) { return boy.getGirl().getName();    }    @Test    public void test3() { Boy boy = new Boy(); String girlName = getGirlName(boy); System.out.println(girlName);  // NullPointerException    }    // 优化以后的 getGirlName()    public String getGirlName1(Boy boy) { if (boy != null) {     Girl girl = boy.getGirl();     if (girl != null) {  girl.getName();     } } return null;    }    @Test    public void test4() { Boy boy = new Boy(); String girlName = getGirlName1(boy); System.out.println(girlName);  // null    }    // 使用 Optional 类的 getGirlName()    public String getGirlName2(Boy boy) { Optional<Boy> optionalBoy = Optional.ofNullable(boy); // 此时的 boy1 一定非空 Boy boy1 = optionalBoy.orElse(new Boy(new Girl("苍老师"))); Girl girl = boy1.getGirl(); Optional<Girl> optionalGirl = Optional.ofNullable(girl); // 此时的 girl1 一定非空 Girl girl1 = optionalGirl.orElse(new Girl("古力娜扎")); return girl1.getName();    }    @Test    public void test5() { Boy boy = new Boy();  // 古力娜扎 boy = null;  // 苍老师 boy = new Boy(new Girl("迪丽热巴"));  // 迪丽热巴 String girlName2 = getGirlName2(boy); System.out.println(girlName2);    }}