Java基础：JDK8新特性

1. 函数式接口

1.1 概念

函数式接口在Java中是指：有且仅有一个抽象方法的接口。

函数式接口，即适用于函数式编程场景的接口。而Java中的函数式编程体现就是Lambda，所以函数式接口就是可以适用于Lambda使用的接口。只有确保接口中有且仅有一个抽象方法，Java中的Lambda才能顺利地进行推导。

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。

1.2 格式

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
}

由于接口当中抽象方法的​​public abstract​​ 是可以省略的，所以定义一个函数式接口很简单：

public interface MyFunctionalInterface {
  void myMethod();
}

1.3 @FunctionalInterface注解

与​​@Override​​​ 注解的作用类似，Java 8中专门为函数式接口引入了一个新的注解： ​​@FunctionalInterface​​ 。该注解可用于一个接口的定义上：

@FunctionalInterface
public interface MyFunctionalInterface {
  void myMethod();
}

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。需要注意的是，即使不使用该注解，只要满足函数式接口的定义，这仍然是一个函数式接口，使用起来都一样。

1.4 自定义函数式接口

对于刚刚定义好的​​MyFunctionalInterface​​ 函数式接口，典型使用场景就是作为方法的参数：

public class Demo09FunctionalInterface {
  // 使用自定义的函数式接口作为方法参数
  private static void doSomething(MyFunctionalInterface inter) {
    inter.myMethod(); // 调用自定义的函数式接口方法
  }
  public static void main(String[] args) {
    // 调用使用函数式接口的方法
    doSomething(() ‐> System.out.println("Lambda执行啦！"));
  }
}

2. 函数式编程

在兼顾面向对象特性的基础上，Java语言通过Lambda表达式与方法引用等，为开发者打开了函数式编程的大门。下面我们做一个初探。

2.1 Lambda的延迟执行

有些场景的代码执行后，结果不一定会被使用，从而造成性能浪费。而Lambda表达式是延迟执行的，这正好可以作为解决方案，提升性能。

性能浪费的日志案例

注:日志可以帮助我们快速的定位问题，记录程序运行过程中的情况，以便项目的监控和优化。

一种典型的场景就是对参数进行有条件使用，例如对日志消息进行拼接后，在满足条件的情况下进行打印输出：

public class Demo01Logger {
  private static void log(int level, String msg) {
    if (level == 1) {
      System.out.println(msg);
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    String msgA = "Hello";
    String msgB = "World";
    String msgC = "Java";
    log(1, msgA + msgB + msgC);
  }
}

这段代码存在问题：无论级别是否满足要求，作为​​log​​ 方法的第二个参数，三个字符串一定会首先被拼接并传入方法内，然后才会进行级别判断。如果级别不符合要求，那么字符串的拼接操作就白做了，存在性能浪费。

备注：SLF4J是应用非常广泛的日志框架，它在记录日志时为了解决这种性能浪费的问题，并不推荐首先进行字符串的拼接，而是将字符串的若干部分作为可变参数传入方法中，仅在日志级别满足要求的情况下才会进行字符串拼接。例如： ​​LOGGER.debug("变量{}的取值为{}。", "os", "macOS")​​，其中的大括号{} 为占位符。如果满足日志级别要求，则会将“os”和“macOS”两个字符串依次拼接到大括号的位置；否则不会进行字符串拼接。这也是一种可行解决方案，但Lambda可以做到更好。

体验Lambda的更优写法

使用Lambda必然需要一个函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface MessageBuilder {
  public abstract String buildMessage();
}

然后对​​log​​ 方法进行改造：

package com.itheima.demo02.Lambda;

/*
    使用Lambda优化日志案例
    Lambda的特点:延迟加载
    Lambda的使用前提,必须存在函数式接口
 */
public class Demo02Lambda {
    //定义一个显示日志的方法,方法的参数传递日志的等级和MessageBuilder接口
    public static void showLog(int level, MessageBuilder mb) {
        //对日志的等级进行判断,如果是1级,则调用MessageBuilder接口中的builderMessage方法
        if (level == 1) {
            System.out.println(mb.builderMessage());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义三个日志信息
        String msg1 = "Hello";
        String msg2 = "World";
        String msg3 = "Java";

        //调用showLog方法,参数MessageBuilder是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
        /*showLog(2,()->{
            //返回一个拼接好的字符串
            return  msg1+msg2+msg3;
        });*/

        /*
            使用Lambda表达式作为参数传递,仅仅是把参数传递到showLog方法中
            只有满足条件,日志的等级是1级
                才会调用接口MessageBuilder中的方法builderMessage
                才会进行字符串的拼接
            如果条件不满足,日志的等级不是1级
                那么MessageBuilder接口中的方法builderMessage也不会执行
                所以拼接字符串的代码也不会执行
            所以不会存在性能的浪费
         */
        showLog(1, () -> {
            System.out.println("不满足条件不执行");
            //返回一个拼接好的字符串
            return msg1 + msg2 + msg3;
        });
    }
}

这样一来，只有当级别满足要求的时候，才会进行三个字符串的拼接；否则三个字符串将不会进行拼接。

证明Lambda的延迟

下面的代码可以通过结果进行验证：

public class Demo03LoggerDelay {
  private static void log(int level, MessageBuilder builder) {
    if (level == 1) {
      System.out.println(builder.buildMessage());
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    String msgA = "Hello";
    String msgB = "World";
    String msgC = "Java";
    log(2, () ‐> {
      System.out.println("Lambda执行！");
      return msgA + msgB + msgC;
    });
  }
}

从结果中可以看出，在不符合级别要求的情况下，Lambda将不会执行。从而达到节省性能的效果。

扩展：实际上使用内部类也可以达到同样的效果，只是将代码操作延迟到了另外一个对象当中通过调用方法来完成。而是否调用其所在方法是在条件判断之后才执行的。

2.2 使用Lambda作为参数和返回值

如果抛开实现原理不说，Java中的Lambda表达式可以被当作是匿名内部类的替代品。如果方法的参数是一个函数式接口类型，那么就可以使用Lambda表达式进行替代。使用Lambda表达式作为方法参数，其实就是使用函数式接口作为方法参数。

例如​​java.lang.Runnable​​​接口就是一个函数式接口，假设有一个​​startThread​​​ 方法使用该接口作为参数，那么就可以使用​​Lambda​​​进行传参。这种情况其实和​​Thread​​​ 类的构造方法参数为​​Runnable​​ 没有本质区别。

package com.itheima.demo03.LambdaTest;
/*
    例如java.lang.Runnable接口就是一个函数式接口，
    假设有一个startThread方法使用该接口作为参数，那么就可以使用Lambda进行传参。
    这种情况其实和Thread类的构造方法参数为Runnable没有本质区别。
 */
public class Demo01Runnable {
    //定义一个方法startThread,方法的参数使用函数式接口Runnable
    public static void startThread(Runnable run){
        //开启多线程
        new Thread(run).start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        //调用startThread方法,方法的参数是一个接口,那么我们可以传递这个接口的匿名内部类
        startThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了");
            }
        });

        //调用startThread方法,方法的参数是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
        startThread(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了");
        });

        //优化Lambda表达式
        startThread(()->System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->"+"线程启动了"));
    }
}

类似地，如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口，那么就可以直接返回一个Lambda表达式。当需要通过一个方法来获取一个​​java.util.Comparator​​ 接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取。

package com.itheima.demo03.LambdaTest;

import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;

/*
    如果一个方法的返回值类型是一个函数式接口，那么就可以直接返回一个Lambda表达式。
    当需要通过一个方法来获取一个java.util.Comparator接口类型的对象作为排序器时,就可以调该方法获取。
 */
public class Demo02Comparator {
    //定义一个方法,方法的返回值类型使用函数式接口Comparator
    public static Comparator<String> getComparator(){
        //方法的返回值类型是一个接口,那么我们可以返回这个接口的匿名内部类
        /*return new Comparator<String>() {
            @Override
            public int compare(String o1, String o2) {
                //按照字符串的降序排序
                return o2.length()-o1.length();
            }
        };*/

        //方法的返回值类型是一个函数式接口,所有我们可以返回一个Lambda表达式
        /*return (String o1, String o2)->{
            //按照字符串的降序排序
            return o2.length()-o1.length();
        };*/

        //继续优化Lambda表达式
        return (o1, o2)->o2.length()-o1.length();
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个字符串数组
        String[] arr = {"aaa","b","cccccc","dddddddddddd"};
        //输出排序前的数组
        System.out.println(Arrays.toString(arr));//[aaa, b, cccccc, dddddddddddd]
        //调用Arrays中的sort方法,对字符串数组进行排序
        Arrays.sort(arr,getComparator());
        //输出排序后的数组
        System.out.println(Arrays.toString(arr));//[dddddddddddd, cccccc, aaa, b]
    }

}

其中直接return一个Lambda表达式即可。

3. 常用函数式接口

JDK提供了大量常用的函数式接口以丰富Lambda的典型使用场景，它们主要在java.util.function 包中被提供。

下面是最简单的几个接口及使用示例。

3.1 Supplier接口

​​java.util.function.Supplier<T>​​​接口仅包含一个无参的方法：​​T get()​​ 。用来获取一个泛型参数指定类型的对象数据。由于这是一个函数式接口，这也就意味着对应的Lambda表达式需要“对外提供”一个符合泛型类型的对象数据。

import java.util.function.Supplier;
public class Demo08Supplier {
  private static String getString(Supplier<String> function) {
    return function.get();
  }
  public static void main(String[] args) {
    String msgA = "Hello";
    String msgB = "World";
    System.out.println(getString(() ‐> msgA + msgB));
  }
}

3.2 练习：求数组元素最大值

题目

使用​​Supplier​​​接口作为方法参数类型，通过Lambda表达式求出int数组中的最大值。提示：接口的泛型请使用​​java.lang.Integer​​ 类。

解答

public class Demo02Test {
  //定一个方法,方法的参数传递Supplier,泛型使用Integer
  public static int getMax(Supplier<Integer> sup){
    return sup.get();
  }
  public static void main(String[] args) {
    int arr[] = {2,3,4,52,333,23};
    //调用getMax方法,参数传递Lambda
    int maxNum = getMax(()‐>{
      //计算数组的最大值
      int max = arr[0];
      for(int i : arr){
        if(i>max){
          max = i;
        }
      }
      return max;
    });
    System.out.println(maxNum);
  }
}

3.3 Consumer接口

​​java.util.function.Consumer<T>​​ 接口则正好与Supplier接口相反，它不是生产一个数据，而是消费一个数据，其数据类型由泛型决定。

抽象方法：accept

​​Consumer​​​接口中包含抽象方法​​void accept(T t)​​，意为消费一个指定泛型的数据。基本使用如：

import java.util.function.Consumer;
public class Demo09Consumer {
  private static void consumeString(Consumer<String> function) {
    function.accept("Hello");
  }
  public static void main(String[] args) {
    consumeString(s ‐> System.out.println(s));
  }
}

当然，更好的写法是使用方法引用。

默认方法：andThen

如果一个方法的参数和返回值全都是​​Consumer​​​类型，那么就可以实现效果：消费数据的时候，首先做一个操作，然后再做一个操作，实现组合。而这个方法就是​​Consumer​​​ 接口中的default方法​​andThen​​ 。下面是JDK的源代码：

default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
  Objects.requireNonNull(after);
  return (T t) ‐> { accept(t); after.accept(t); };
}

备注：​​java.util.Objects​​​ 的​​requireNonNull​​​ 静态方法将会在参数为null时主动抛出​​NullPointerException​​异常。这省去了重复编写if语句和抛出空指针异常的麻烦。

Consumer接口的默认方法andThen

作用:需要两个Consumer接口,可以把两个Consumer接口组合到一起,在对数据进行消费

例如:

Consumer<String> con1
Consumer<String> con2
String s = "hello";
con1.accept(s);
con2.accept(s);

连接两个Consumer接口 再进行消费

con1.andThen(con2).accept(s); 谁写前边谁先消费

要想实现组合，需要两个或多个Lambda表达式即可，而​​andThen​​ 的语义正是“一步接一步”操作。例如两个步骤组合的情况：

package com.itheima.demo05.Consumer;

import java.util.function.Consumer;

/*
    练习:
        字符串数组当中存有多条信息，请按照格式“姓名：XX。性别：XX。”的格式将信息打印出来。
        要求将打印姓名的动作作为第一个Consumer接口的Lambda实例，
        将打印性别的动作作为第二个Consumer接口的Lambda实例，
        将两个Consumer接口按照顺序“拼接”到一起。
 */
public class Demo03Test {
    //定义一个方法,参数传递String类型的数组和两个Consumer接口,泛型使用String
    public static void printInfo(String[] arr, Consumer<String> con1,Consumer<String> con2){
        //遍历字符串数组
        for (String message : arr) {
            //使用andThen方法连接两个Consumer接口,消费字符串
            con1.andThen(con2).accept(message);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串类型的数组
        String[] arr = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" };

        //调用printInfo方法,传递一个字符串数组,和两个Lambda表达式
        printInfo(arr,(message)->{
            //消费方式:对message进行切割,获取姓名,按照指定的格式输出
            String name = message.split(",")[0];
            System.out.print("姓名: "+name);
        },(message)->{
            //消费方式:对message进行切割,获取年龄,按照指定的格式输出
            String age = message.split(",")[1];
            System.out.println("。年龄: "+age+"。");
        });


    }

}

运行结果将会首先打印完全大写的HELLO，然后打印完全小写的hello。当然，通过链式写法可以实现更多步骤的组合。

3.4 练习：格式化打印信息

题目

下面的字符串数组当中存有多条信息，请按照格式​​“ 姓名：XX。性别：XX。”​​的格式将信息打印出来。要求将打印姓名的动作作为第一个​​Consumer​​ 接口的Lambda实例，将打印性别的动作作为第二个​​Consumer​​接口的Lambda实例，将两个​​Consumer​​接口按照顺序“拼接”到一起。

public static void main(String[] args) {
  String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" };
}

解答

import java.util.function.Consumer;
public class DemoConsumer {
  public static void main(String[] args) {
    String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男" };
    printInfo(s ‐> System.out.print("姓名：" + s.split(",")[0]),
      s ‐> System.out.println("。性别：" + s.split(",")[1] + "。"),
      array);
  }
  private static void printInfo(Consumer<String> one, Consumer<String> two, String[] array) {
    for (String info : array) {
      one.andThen(two).accept(info); // 姓名：迪丽热巴。性别：女。
    }
  }
}

3.5 Predicate接口

有时候我们需要对某种类型的数据进行判断，从而得到一个boolean值结果。这时可以使用​​java.util.function.Predicate<T>​​ 接口。

抽象方法：test

​​Predicate​​​接口中包含一个抽象方法：​​boolean test(T t)​​ 。用于条件判断的场景：

package com.itheima.demo06.Predicate;

import java.util.function.Predicate;

/*
    java.util.function.Predicate<T>接口
    作用:对某种数据类型的数据进行判断,结果返回一个boolean值

    Predicate接口中包含一个抽象方法：
        boolean test(T t):用来对指定数据类型数据进行判断的方法
            结果:
                符合条件,返回true
                不符合条件,返回false
*/
public class Demo01Predicate {
    /*
        定义一个方法
        参数传递一个String类型的字符串
        传递一个Predicate接口,泛型使用String
        使用Predicate中的方法test对字符串进行判断,并把判断的结果返回
     */
    public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre) {
        return pre.test(s);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串
        String s = "abcdef";

        //调用checkString方法对字符串进行校验,参数传递字符串和Lambda表达式
        /*boolean b = checkString(s,(String str)->{
            //对参数传递的字符串进行判断,判断字符串的长度是否大于5,并把判断的结果返回
            return str.length()>5;
        });*/

        //优化Lambda表达式
        boolean b = checkString(s, str -> str.length() > 5);
        System.out.println(b);
    }
}

条件判断的标准是传入的Lambda表达式逻辑，只要字符串长度大于5则认为很长。

默认方法：and

既然是条件判断，就会存在与、或、非三种常见的逻辑关系。其中将两个Predicate 条件使用“与”逻辑连接起来实现“并且”的效果时，可以使用default方法​​and​​ 。其JDK源码为：

default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
  Objects.requireNonNull(other);
  return (t) ‐> test(t) && other.test(t);
}

如果要判断一个字符串既要包含大写“H”，又要包含大写“W”，那么：

package com.itheima.demo06.Predicate;

import java.util.function.Predicate;

/*
    逻辑表达式:可以连接多个判断的条件
    &&:与运算符,有false则false
    ||:或运算符,有true则true
    !:非(取反)运算符,非真则假,非假则真

    需求:判断一个字符串,有两个判断的条件
        1.判断字符串的长度是否大于5
        2.判断字符串中是否包含a
    两个条件必须同时满足,我们就可以使用&&运算符连接两个条件

    Predicate接口中有一个方法and,表示并且关系,也可以用于连接两个判断条件
    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> this.test(t) && other.test(t);
    }
    方法内部的两个判断条件,也是使用&&运算符连接起来的
 */
public class Demo02Predicate_and {
    /*
        定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串
        传递两个Predicate接口
            一个用于判断字符串的长度是否大于5
            一个用于判断字符串中是否包含a
            两个条件必须同时满足
     */
    public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2){
        //return pre1.test(s) && pre2.test(s);
        return pre1.and(pre2).test(s);//等价于return pre1.test(s) && pre2.test(s);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串
        String s = "abcdef";
        //调用checkString方法,参数传递字符串和两个Lambda表达式
        boolean b = checkString(s,(String str)->{
            //判断字符串的长度是否大于5
            return str.length()>5;
        },(String str)->{
            //判断字符串中是否包含a
            return str.contains("a");
        });
        System.out.println(b);
    }
}

默认方法：or

与​​and​​​的“与”类似，默认方法​​or​​实现逻辑关系中的“或”。JDK源码为：

default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
  Objects.requireNonNull(other);
  return (t) ‐> test(t) || other.test(t);
}

如果希望实现逻辑“字符串包含大写H或者包含大写W”，那么代码只需要将“and”修改为“or”名称即可，其他都不变：

package com.itheima.demo06.Predicate;

import java.util.function.Predicate;

/*
     需求:判断一个字符串,有两个判断的条件
        1.判断字符串的长度是否大于5
        2.判断字符串中是否包含a
    满足一个条件即可,我们就可以使用||运算符连接两个条件

    Predicate接口中有一个方法or,表示或者关系,也可以用于连接两个判断条件
    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }
    方法内部的两个判断条件,也是使用||运算符连接起来的
 */
public class Demo03Predicate_or {
    /*
            定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串
            传递两个Predicate接口
                一个用于判断字符串的长度是否大于5
                一个用于判断字符串中是否包含a
                满足一个条件即可
         */
    public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre1, Predicate<String> pre2){
        //return pre1.test(s) || pre2.test(s);
        return  pre1.or(pre2).test(s);//等价于return pre1.test(s) || pre2.test(s);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串
        String s = "bc";
        //调用checkString方法,参数传递字符串和两个Lambda表达式
        boolean b = checkString(s,(String str)->{
            //判断字符串的长度是否大于5
            return str.length()>5;
        },(String str)->{
            //判断字符串中是否包含a
            return str.contains("a");
        });
        System.out.println(b);
    }
}

默认方法：negate

“与”、“或”已经了解了，剩下的“非”（取反）也会简单。默认方法​​negate​​ 的JDK源代码为：

default Predicate<T> negate() {
  return (t) ‐> !test(t);
}

从实现中很容易看出，它是执行了test方法之后，对结果boolean值进行“!”取反而已。一定要在​​test​​​方法调用之前调用​​negate​​​ 方法，正如​​and​​​和​​or​​ 方法一样：

package com.itheima.demo06.Predicate;

import java.util.function.Predicate;

/*
    需求:判断一个字符串长度是否大于5
        如果字符串的长度大于5,那返回false
        如果字符串的长度不大于5,那么返回true
    所以我们可以使用取反符号!对判断的结果进行取反

    Predicate接口中有一个方法negate,也表示取反的意思
    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }
 */
public class Demo04Predicate_negate {
    /*
           定义一个方法,方法的参数,传递一个字符串
           使用Predicate接口判断字符串的长度是否大于5
    */
    public static boolean checkString(String s, Predicate<String> pre){
        //return !pre.test(s);
        return  pre.negate().test(s);//等效于return !pre.test(s);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串
        String s = "abc";
        //调用checkString方法,参数传递字符串和Lambda表达式
        boolean b = checkString(s,(String str)->{
            //判断字符串的长度是否大于5,并返回结果
            return str.length()>5;
        });
        System.out.println(b);
    }
}

3.6 练习：集合信息筛选

题目

数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下，请通过​​Predicate​​ 接口的拼装将符合要求的字符串筛选到集合​​ArrayList​​中，需要同时满足两个条件：

1. 1. 
      
2. 必须为女生；
3. 姓名为4个字。
   1. 
      

public class DemoPredicate {
  public static void main(String[] args) {
    String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" };
  }
}

解答

package com.itheima.demo06.Predicate;

import java.util.ArrayList;
import java.util.function.Predicate;

/*
    练习：集合信息筛选
    数组当中有多条“姓名+性别”的信息如下，
    String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" };
    请通过Predicate接口的拼装将符合要求的字符串筛选到集合ArrayList中，
    需要同时满足两个条件：
        1. 必须为女生；
        2. 姓名为4个字。

    分析:
        1.有两个判断条件,所以需要使用两个Predicate接口,对条件进行判断
        2.必须同时满足两个条件,所以可以使用and方法连接两个判断条件
 */
public class Demo05Test {
    /*
        定义一个方法
        方法的参数传递一个包含人员信息的数组
        传递两个Predicate接口,用于对数组中的信息进行过滤
        把满足条件的信息存到ArrayList集合中并返回
     */
    public static ArrayList<String> filter(String[] arr,Predicate<String> pre1,Predicate<String> pre2){
        //定义一个ArrayList集合,存储过滤之后的信息
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        //遍历数组,获取数组中的每一条信息
        for (String s : arr) {
            //使用Predicate接口中的方法test对获取到的字符串进行判断
            boolean b = pre1.and(pre2).test(s);
            //对得到的布尔值进行判断
            if(b){
                //条件成立,两个条件都满足,把信息存储到ArrayList集合中
                list.add(s);
            }
        }
        //把集合返回
        return list;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个储存字符串的数组
        String[] array = { "迪丽热巴,女", "古力娜扎,女", "马尔扎哈,男", "赵丽颖,女" };
        //调用filter方法,传递字符串数组和两个Lambda表达式
        ArrayList<String> list = filter(array,(String s)->{
            //获取字符串中的性别,判断是否为女
           return s.split(",")[1].equals("女");
        },(String s)->{
            //获取字符串中的姓名,判断长度是否为4个字符
           return s.split(",")[0].length()==4;
        });
        //遍历集合
        for (String s : list) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

3.7 Function接口

​​java.util.function.Function<T,R>​​ 接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据，前者称为前置条件，后者称为后置条件。

抽象方法：apply

​​Function​​​接口中最主要的抽象方法为： ​​R apply(T t)​​​，根据类型T的参数获取类型R的结果。使用的场景例如：将​​String​​​类型转换为​​Integer​​类型。

package com.itheima.demo07.Function;

import java.util.function.Function;

/*
    java.util.function.Function<T,R>接口用来根据一个类型的数据得到另一个类型的数据，
        前者称为前置条件，后者称为后置条件。
    Function接口中最主要的抽象方法为：R apply(T t)，根据类型T的参数获取类型R的结果。
        使用的场景例如：将String类型转换为Integer类型。
 */
public class Demo01Function {
    /*
        定义一个方法
        方法的参数传递一个字符串类型的整数
        方法的参数传递一个Function接口,泛型使用<String,Integer>
        使用Function接口中的方法apply,把字符串类型的整数,转换为Integer类型的整数
     */
    public static void change(String s, Function<String,Integer> fun){
        //Integer in = fun.apply(s);
        int in = fun.apply(s);//自动拆箱 Integer->int
        System.out.println(in);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串类型的整数
        String s = "1234";
        //调用change方法,传递字符串类型的整数,和Lambda表达式
        change(s,(String str)->{
            //把字符串类型的整数,转换为Integer类型的整数返回
            return Integer.parseInt(str);
        });
        //优化Lambda
        change(s,str->Integer.parseInt(str));
    }
}

当然，最好是通过方法引用的写法。

默认方法：andThen

​​Function​​​ 接口中有一个默认的​​andThen​​方法，用来进行组合操作。JDK源代码如：

default <V> Function<T, V> andThen(Function<? super R, ? extends V> after) {
  Objects.requireNonNull(after);
  return (T t) ‐> after.apply(apply(t));
}

该方法同样用于“先做什么，再做什么”的场景，和​​Consumer​​​ 中的​​andThen​​ 差不多：

package com.itheima.demo07.Function;

import java.util.function.Function;

/*
    Function接口中的默认方法andThen:用来进行组合操作

    需求:
        把String类型的"123",转换为Inteter类型,把转换后的结果加10
        把增加之后的Integer类型的数据,转换为String类型

    分析:
        转换了两次
        第一次是把String类型转换为了Integer类型
            所以我们可以使用Function<String,Integer> fun1
                Integer i = fun1.apply("123")+10;
        第二次是把Integer类型转换为String类型
            所以我们可以使用Function<Integer,String> fun2
                String s = fun2.apply(i);
        我们可以使用andThen方法,把两次转换组合在一起使用
            String s = fun1.andThen(fun2).apply("123");
            fun1先调用apply方法,把字符串转换为Integer
            fun2再调用apply方法,把Integer转换为字符串
 */
public class Demo02Function_andThen {
    /*
        定义一个方法
        参数串一个字符串类型的整数
        参数再传递两个Function接口
            一个泛型使用Function<String,Integer>
            一个泛型使用Function<Integer,String>
     */
    public static void change(String s, Function<String,Integer> fun1,Function<Integer,String> fun2){
        String ss = fun1.andThen(fun2).apply(s);
        System.out.println(ss);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串类型的整数
        String s = "123";
        //调用change方法,传递字符串和两个Lambda表达式
        change(s,(String str)->{
            //把字符串转换为整数+10
            return Integer.parseInt(str)+10;
        },(Integer i)->{
            //把整数转换为字符串
            return i+"";
        });

        //优化Lambda表达式
        change(s,str->Integer.parseInt(str)+10,i->i+"");
    }
}

第一个操作是将字符串解析成为int数字，第二个操作是乘以10。两个操作通过​​andThen​​按照前后顺序组合到了一起。

请注意，Function的前置条件泛型和后置条件泛型可以相同。

3.8 练习：自定义函数模型拼接

题目

请使用​​Function​​进行函数模型的拼接，按照顺序需要执行的多个函数操作为：String str = “赵丽颖,20”;

1. 1. 
      
2. 将字符串截取数字年龄部分，得到字符串；
3. 将上一步的字符串转换成为int类型的数字；
4. 将上一步的int数字累加100，得到结果int数字。
   1. 
      

解答

package com.itheima.demo07.Function;

import java.util.function.Function;

/*
    练习：自定义函数模型拼接
    题目
    请使用Function进行函数模型的拼接，按照顺序需要执行的多个函数操作为：
        String str = "赵丽颖,20";

    分析:
    1. 将字符串截取数字年龄部分，得到字符串；
        Function<String,String> "赵丽颖,20"->"20"
    2. 将上一步的字符串转换成为int类型的数字；
        Function<String,Integer> "20"->20
    3. 将上一步的int数字累加100，得到结果int数字。
        Function<Integer,Integer> 20->120
 */
public class Demo03Test {
    /*
        定义一个方法
        参数传递包含姓名和年龄的字符串
        参数再传递3个Function接口用于类型转换
     */
    public static int change(String s, Function<String,String> fun1,
                             Function<String,Integer> fun2,Function<Integer,Integer> fun3){
        //使用andThen方法把三个转换组合到一起
        return fun1.andThen(fun2).andThen(fun3).apply(s);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //定义一个字符串
        String str = "赵丽颖,20";
        //调用change方法,参数传递字符串和3个Lambda表达式
        int num = change(str,(String s)->{
            //"赵丽颖,20"->"20"
           return s.split(",")[1];
        },(String s)->{
            //"20"->20
            return Integer.parseInt(s);
        },(Integer i)->{
            //20->120
            return i+100;
        });
        System.out.println(num);
    }
}

4. 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。

4.1 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：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Demo01ForEach {
  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);
    }
  }
}

这是一段非常简单的集合遍历操作：对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。

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”
  • 
    

为什么使用循环？因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗？遍历是指每一个元素逐一进行处理，而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的，后者是方式。试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：

1. 1. 
      
2. 将集合A根据条件一过滤为子集B；
3. 然后再根据条件二过滤为子集C。
   1. 
      

那怎么办？在Java 8之前的做法可能为：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Demo02NormalFilter {
  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);
    }
  }
}

这段代码中含有三个循环，每一个作用不同：

1. 1. 
      
2. 首先筛选所有姓张的人；
3. 然后筛选名字有三个字的人；
4. 最后进行对结果进行打印输出。
   1. 
      

每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么？不是。循环是做事情的方式，而不是目的。另一方面，使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历，只能再使用另一个循环从头开始。

那，Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢？

Stream的更优写法

下面来看一下借助Java 8的Stream API，什么才叫优雅：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Demo03StreamFilter {
  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.stream()
      .filter(s ‐> s.startsWith("张"))
      .filter(s ‐> s.length() == 3)
      .forEach(System.out::println);
  }
}

直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义：获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历，我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。

4.2 流式思想概述

注意：请暂时忘记对传统IO流的固有印象！

整体来看，流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”。

当需要对多个元素进行操作（特别是多步操作）的时候，考虑到性能及便利性，我们应该首先拼好一个“模型”步骤方案，然后再按照方案去执行它。

这张图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作，这是一种集合元素的处理方案，而方案就是一种“函数模型”。图中的每一个方框都是一个“流”，调用指定的方法，可以从一个流模型转换为另一个流模型。而最右侧的数字3是最终结果。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（fluentstyle）。 这样做可以对操作进行优化， 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
• 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。

4.3 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。
  • 
    

根据Collection获取流

首先， ​​java.util.Collection​​​接口中加入了default方法​​stream​​用来获取流，所以其所有实现类均可获取流。

import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
  public class Demo04GetStream {
    public static void main(String[] args) {
    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();
  }
}

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：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Stream;
public class Demo05GetStream {
  public static void main(String[] args) {
    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();
  }
}

根据数组获取流

如果使用的不是集合或映射而是数组，由于数组对象不可能添加默认方法，所以​​Stream​​​接口中提供了静态方法​​of​​ ，使用很简单：

import java.util.stream.Stream;
public class Demo06GetStream {
  public static void main(String[] args) {
    String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" };
    Stream<String> stream = Stream.of(array);
  }
}

备注：​​of​​方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。

4.4 常用方法

流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种：

• • 
    
• 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

虽然方法名字叫​​forEach​​ ，但是与for循环中的“for-each”昵称不同。

void forEach(Consumer<? super T> action);

该方法接收一个​​Consumer​​接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。

复习Consumer接口

java.util.function.Consumer<T>接口是一个消费型接口。
Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。

基本使用：

import java.util.stream.Stream;
public class Demo12StreamForEach {
  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：filter

可以通过​​filter​​ 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名：

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

该接口接收一个​​Predicate​​​函数式接口参数（可以是一个Lambda或方法引用）作为筛选条件。+

复习Predicate接口

此前我们已经学习过​​java.util.stream.Predicate​​ 函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

boolean test(T t);

该方法将会产生一个boolean值结果，代表指定的条件是否满足。如果结果为true，那么Stream流的​​filter​​​方法将会留用元素；如果结果为false，那么​​filter​​方法将会舍弃元素。

基本使用

Stream流中的​​filter​​方法基本使用的代码如：

import java.util.stream.Stream;
public class Demo07StreamFilter {
  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"));
  }
}

在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件：必须姓张。

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。方法签名：

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

该接口需要一个Function 函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

复习Function接口

此前我们已经学习过​​java.util.stream.Function​​ 函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

R apply(T t);

这可以将一种T类型转换成为R类型，而这种转换的动作，就称为“映射”。

基本使用

Stream流中的​​map​​ 方法基本使用的代码如：

import java.util.stream.Stream;
public class Demo08StreamMap {
  public static void main(String[] args) {
    Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
    Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str));
  }
}

这段代码中， ​​map​​​方法的参数通过方法引用，将字符串类型转换成为了int类型（并自动装箱为​​Integer​​类对象）。

统计个数：count

正如旧集合​​Collection​​​当中的​​size​​​方法一样，流提供​​count​​方法来数一数其中的元素个数：

long count();

import java.util.stream.Stream;
public class Demo09StreamCount {
  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

​​limit​​方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名：

limit方法是一个延迟方法,只是对流中的元素进行截取,返回的是一个新的流,所以可以继续调用Stream流中的其他方法

Stream<T> limit(long maxSize);

参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。基本使用：

import java.util.stream.Stream;
public class Demo10StreamLimit {
  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：

Stream<T> skip(long n);

如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用：

import java.util.stream.Stream;
public class Demo11StreamSkip {
  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
  }
}

组合：concat

如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用​​Stream​​​接口的静态方法​​concat​​：

static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)

备注：这是一个静态方法，与​​java.lang.String​​ 当中的concat 方法是不同的。

该方法的基本使用代码如：

import java.util.stream.Stream;
public class Demo12StreamConcat {
  public static void main(String[] args) {
    Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌");
    Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山");
    Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
  }
}

4.5 练习：集合元素处理（传统方法）

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. 1. 
      
2. 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。
3. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
4. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
5. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
6. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
7. 根据姓名创建​​Person​​对象；存储到一个新集合中。
8. 打印整个队伍的Person对象信息。
   两个队伍（集合）的代码如下：
   1. 
      

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class DemoArrayListNames {
  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");
    // ....
  }
}

而​​Person​​类的代码为：

package com.itheima.demo03.Stream;

public class Person {
    private String name;

    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

解答

既然使用传统的for循环写法，那么：

package com.itheima.demo03.Stream;

import java.util.ArrayList;

/*
    练习:集合元素处理（传统方式）
        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 class Demo01StreamTest {
    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");
        //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。
        ArrayList<String> one1 = new ArrayList<>();
        for (String name : one) {
            if(name.length()==3){
                one1.add(name);
            }
        }
        //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。
        ArrayList<String> one2 = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i <3 ; i++) {
            one2.add(one1.get(i));//i = 0,1,2
        }

        //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");
        //3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
        ArrayList<String> two1 = new ArrayList<>();
        for (String name : two) {
            if(name.startsWith("张")){
                two1.add(name);
            }
        }
        //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。
        ArrayList<String> two2 = new ArrayList<>();
        for (int i = 2; i <two1.size() ; i++) {
            two2.add(two1.get(i)); //i 不包含0 1
        }

        //5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
        ArrayList<String> all = new ArrayList<>();
        all.addAll(one2);
        all.addAll(two2);

        //6. 根据姓名创建Person对象；存储到一个新集合中。
        ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
        for (String name : all) {
            list.add(new Person(name));
        }

        //7. 打印整个队伍的Person对象信息。
        for (Person person : list) {
            System.out.println(person);
        }
    }
}

运行结果为：

Person{name=‘宋远桥’}

Person{name=‘苏星河’}

Person{name=‘石破天’}

Person{name=‘张天爱’}

Person{name=‘张二狗’}

4.6 练习：集合元素处理（Stream方式）

题目

将上一题当中的传统for循环写法更换为Stream流式处理方式。两个集合的初始内容不变， ​​Person​​类的定义也不变。

解答

等效的Stream流式处理代码为：

package com.itheima.demo03.Stream;

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

/*
    练习：集合元素处理（Stream方式）
    将上一题当中的传统for循环写法更换为Stream流式处理方式。
    两个集合的初始内容不变，Person类的定义也不变。
 */
public class Demo02StreamTest {
    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");
        //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。
        Stream<String> oneStream = one.stream().filter(name -> name.length() == 3).limit(3);

        //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");
        //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。
        Stream<String> twoStream = two.stream().filter(name -> name.startsWith("张")).skip(2);

        //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。
        Stream.concat(oneStream,twoStream).map(name->new Person(name)).forEach(p-> System.out.println(p));
    }
}

运行效果完全一样：

Person{name=‘宋远桥’}

Person{name=‘苏星河’}

Person{name=‘石破天’}

Person{name=‘张天爱’}

Person{name=‘张二狗’}

5. 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，那是否还有必要再写重复逻辑？

5.1 冗余的Lambda场景

来看一个简单的函数式接口以应用Lambda表达式：

@FunctionalInterface
public interface Printable {
  public abstract void print(String str);
}

在​​Printable​​接口当中唯一的抽象方法print 接收一个字符串参数，目的就是为了打印显示它。那么通过Lambda来使用它的代码很简单：

public class Demo01PrintSimple {
  private static void printString(Printable data) {
    data.print("Hello, World!");
  }
  public static void main(String[] args) {
    printString(s ‐> System.out.println(s));
  }
}

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。

5.2 问题分析

这段代码的问题在于，对字符串进行控制台打印输出的操作方案，明明已经有了现成的实现，那就是​​System.out​​​对象中的​​println(String)​​​方法。既然Lambda希望做的事情就是调用​​println(String)​​方法，那何必自己手动调用呢？

分析:

Lambda表达式的目的,打印参数传递的字符串

把参数s,传递给了System.out对象,调用out对象中的方法println对字符串进行了输出

注意:

1. 1. 
      
2. System.out对象是已经存在的
3. println方法也是已经存在的
   1. 
      

所以我们可以使用方法引用来优化Lambda表达式

可以使用System.out方法直接引用(调用)println方法

5.3 用方法引用改进代码

能否省去Lambda的语法格式（尽管它已经相当简洁）呢？只要“引用”过去就好了：

public class Demo02PrintRef {
  private static void printString(Printable data) {
    data.print("Hello, World!");
  }
  public static void main(String[] args) {
    printString(System.out::println);
  }
}

请注意其中的双冒号​​::​​写法，这被称为“方法引用”，而双冒号是一种新的语法。

5.4 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。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。

函数式接口是Lambda的基础，而方法引用是Lambda的孪生兄弟。

下面这段代码将会调用​​println​​方法的不同重载形式，将函数式接口改为int类型的参数：

@FunctionalInterface
public interface PrintableInteger {
  void print(int str);
}

由于上下文变了之后可以自动推导出唯一对应的匹配重载，所以方法引用没有任何变化：

public class Demo03PrintOverload {
  private static void printInteger(PrintableInteger data) {
    data.print(1024);
  }
  public static void main(String[] args) {
    printInteger(System.out::println);
  }
}

这次方法引用将会自动匹配到​​println(int)​​ 的重载形式。

5.5 通过对象名引用成员方法

这是最常见的一种用法，与上例相同。如果一个类中已经存在了一个成员方法：

public class MethodRefObject {
  public void printUpperCase(String str) {
    System.out.println(str.toUpperCase());
  }
}

函数式接口仍然定义为：

@FunctionalInterface
public interface Printable {
  void print(String str);
}

那么当需要使用这个​​printUpperCase​​​成员方法来替代​​Printable​​​接口的Lambda的时候，已经具有了​​MethodRefObject​​ 类的对象实例，则可以通过对象名引用成员方法，代码为:

public class Demo04MethodRef {
  private static void printString(Printable lambda) {
    lambda.print("Hello");
  }
  public static void main(String[] args) {
    MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
    printString(obj::printUpperCase);
  }
}

5.6 通过类名称引用静态方法

由于在​​java.lang.Math​​​类中已经存在了静态方法​​abs​​ ，所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时，有两种写法。首先是函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface Calcable {
  int calc(int num);
}

第一种写法是使用Lambda表达式：

public class Demo05Lambda {
  private static void method(int num, Calcable lambda) {
    System.out.println(lambda.calc(num));
  }
  public static void main(String[] args) {
    method(‐10, n ‐> Math.abs(n));
  }
}

但是使用方法引用的更好写法是：

public class Demo06MethodRef {
  private static void method(int num, Calcable lambda) {
    System.out.println(lambda.calc(num));
  }
  public static void main(String[] args) {
    method(‐10, Math::abs);
  }
}

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 
    
• Lambda表达式：​​n -> Math.abs(n)​​
• 方法引用： ​​Math::abs​​
  • 
    

5.7 通过super引用成员方法

如果存在继承关系，当Lambda中需要出现super调用时，也可以使用方法引用进行替代。首先是函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface Greetable {
  void greet();
}

然后是父类​​Human​​的内容：

public class Human {
  public void sayHello() {
    System.out.println("Hello!");
  }
}

最后是子类​​Man​​的内容，其中使用了Lambda的写法：

public class Man extends Human {
  @Override
  public void sayHello() {
    System.out.println("大家好,我是Man!");
  }

  //定义方法method,参数传递Greetable接口
  public void method(Greetable g){
    g.greet();
  }

  public void show(){
    //调用method方法,使用Lambda表达式
    method(()‐>{
      //创建Human对象,调用sayHello方法
      new Human().sayHello();
    });
    //简化Lambda
    method(()‐>new Human().sayHello());
    //使用super关键字代替父类对象
    method(()‐>super.sayHello());
  }
}

但是如果使用方法引用来调用父类中的​​sayHello​​​方法会更好，例如另一个子类​​Woman​​：

public class Man extends Human {
  @Override
  public void sayHello() {
    System.out.println("大家好,我是Man!");
  }

  //定义方法method,参数传递Greetable接口
  public void method(Greetable g){
    g.greet();
  }

  public void show(){
    method(super::sayHello);
  }
}

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 
    
• Lambda表达式：​​() -> super.sayHello()​​
• 方法引用： ​​super::sayHello​​
  • 
    

5.8 通过this引用成员方法

this代表当前对象，如果需要引用的方法就是当前类中的成员方法，那么可以使用“this::成员方法”的格式来使用方法引用。首先是简单的函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface Richable {
  void buy();
}

下面是一个丈夫​​Husband​​ 类：

public class Husband {
  private void marry(Richable lambda) {
    lambda.buy();
  }
  public void beHappy() {
    marry(() ‐> System.out.println("买套房子"));
  }
}

开心方法​​beHappy​​​ 调用了结婚方法​​marry​​​ ，后者的参数为函数式接口​​Richable​​​，所以需要一个Lambda表达式。但是如果这个Lambda表达式的内容已经在本类当中存在了，则可以对​​Husband​​丈夫类进行修改：

public class Husband {
  private void buyHouse() {
    System.out.println("买套房子");
  }

  private void marry(Richable lambda) {
    lambda.buy();
  }

  public void beHappy() {
    marry(() ‐> this.buyHouse());
  }
}

如果希望取消掉Lambda表达式，用方法引用进行替换，则更好的写法为：

public class Husband {
  private void buyHouse() {
    System.out.println("买套房子");
  }

  private void marry(Richable lambda) {
    lambda.buy();
  }

  public void beHappy() {
    marry(this::buyHouse);
  }
}

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 
    
• Lambda表达式：​​() -> this.buyHouse()​​
• 方法引用： ​​this::buyHouse​​
  • 
    

5.9 类的构造器引用

由于构造器的名称与类名完全一样，并不固定。所以构造器引用使用​​类名称::new​​​ 的格式表示。首先是一个简单的​​Person​​类：

public class Person {
  private String name;

  public Person(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
}

然后是用来创建​​Person​​ 对象的函数式接口：

public interface PersonBuilder {
  Person buildPerson(String name);
}

要使用这个函数式接口，可以通过Lambda表达式：

public class Demo09Lambda {
  public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
    System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
  }

  public static void main(String[] args) {
    printName("赵丽颖", name ‐> new Person(name));
  }
}

但是通过构造器引用，有更好的写法：

public class Demo10ConstructorRef {
  public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
    System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
  }

  public static void main(String[] args) {
    printName("赵丽颖", Person::new);
  }
}

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 
    
• Lambda表达式：​​name -> new Person(name)​​
• 方法引用： ​​Person::new​​
  • 
    

5.10 数组的构造器引用

数组也是​​Object​​ 的子类对象，所以同样具有构造器，只是语法稍有不同。如果对应到Lambda的使用场景中时，需要一个函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface ArrayBuilder {
  int[] buildArray(int length);
}

在应用该接口的时候，可以通过Lambda表达式：

public class Demo11ArrayInitRef {
  private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
    return builder.buildArray(length);
  }

  public static void main(String[] args) {
    int[] array = initArray(10, length ‐> new int[length]);
  }
}

但是更好的写法是使用数组的构造器引用：

public class Demo12ArrayInitRef {
  private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
    return builder.buildArray(length);
  }

  public static void main(String[] args) {
    int[] array = initArray(10, int[]::new);
  }
}

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

• • 
    
• Lambda表达式： ​​length -> new int[length]​​
• 方法引用：​​int[]::new​​
  •