JAVA8新特性-stream语法

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Lambda语法介绍

一般语法

Lambda表达式的一般语法,抽象表示就是:

(Type1 param1,Type2 param2,Type3 param3,...,TypeN paramN)->{
    statment 1;
    statment 2;
    //.......
    return statmentM;
}

上面的表达式是最全的版本,但写起来还是稍微有些复杂,下面介绍Lambda表达式的各种简化规则.

  1. 可以参数类型省略.
  2. 当Lambda的参数只有一个时,可以省略小括号.
  3. 当lambda表达式只包含一条语句时，可以省略大括号、return和语句结尾的分号.
  4. 可以使用Method Reference(具体语法后面介绍).

Lambda表达式访问外部变量

String array[] = {"a","b","c"} ;
    for(Integer i:Arrays.asList(1,2,3)){
        Stream.of(array).map(item->item.concat(String.valueOf(i)).concat("@")).forEach(System.out::print);
    }

Console:
a1@b1@c1@a2@b2@c2@a3@b3@c3@

不过lambda表达式访问外部变量有一个非常重要的限制：变量不可变（只是引用不可变，而不是真正的不可变）。

String[] array = {"a", "b", "c"};
       for(int i = 1; i<4; i++){
         Stream.of(array).map(item -> Strings.padEnd(item, i, '@')).forEach(System.out::println);
       }

这段代码,会报编译错误.因为变量i被lambda表达式引用，所以编译器会隐式的把其当成final来处理.细心的读者肯定会发现不对啊，以前java的匿名内部类在访问外部变量的时候，外部变量必须用final修饰。Bingo，在java8对这个限制做了优化（前面说的小小优化），可以不用显示使用final修饰，但是编译器隐式当成final来处理。

lambda中的this:匿名类的 this 关键字指向匿名类，而lambda表达式的 this 关键字指向包围lambda表达式的类.

方法引用(method reference)和构造器引用(construct reference)

方法引用

前面介绍lambda表达式简化的时候，已经看过方法引用的身影了。方法引用可以在某些条件成立的情况下，更加简化lambda表达式的声明。方法引用语法格式有以下三种：

objectName::instanceMethod
ClassName::staticMethod
ClassName::instanceMethod

前两种方式类似，等同于把lambda表达式的参数直接当成instanceMethod|staticMethod的参数来调用。比如System.out::println等同于x->System.out.println(x)；Math::max等同于(x, y)->Math.max(x,y)。

最后一种方式，等同于把lambda表达式的第一个参数当成instanceMethod的目标对象，其他剩余参数当成该方法的参数。比如String::toLowerCase等同于x->x.toLowerCase()。

构造器引用

构造器引用语法如下：ClassName::new，把lambda表达式的参数当成ClassName构造器的参数。例如BigDecimal::new等同于x->new BigDecimal(x)。

Stream

stream认识

java stream api对Stream的定义:
A sequence of elements supporting sequential and parallel aggregate operations.
解读上面的意思就是:

  1. Stream是元素的集合，这点让Stream看起来用些类似Iterator；
  2. 可以支持顺序和并行的对原Stream进行汇聚的操作；

下面看一个简单的使用例子:

List<Integer> numberList = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,0) ;
Long cont = numberList.stream().filter(x->x%2==0).count();

这个例子返回集合中偶数个数.

numberList.stream().filter(x->x%2==0).count()

从这段代码看出,stream使用就是:创建stream->转换stream->聚合.

在此我们总结一下使用Stream的基本步骤：

  1. 创建Stream；
  2. 转换Stream，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）；
  3. 对Stream进行聚合（Reduce）操作，获取想要的结果；

创建stream

最常用的创建Stream有两种途径：

  1. 通过Stream接口的静态工厂方法创建(注意:java8里面的接口可以带静态方法).

Stream.of(arg…):一个接受变长参数,一个是接口单一值.

generator方法：生成一个无限长度的Stream，其元素的生成是通过给定的Supplier（这个接口可以看成一个对象的工厂，每次调用返回一个给定类型的对象）.

Stream.generate(new Supplier<Double>(){
        @Override
        public Double get() {
            return Math.random();
        }        
    });
Stream.generate(()->Math.random()) ;
Stream.generate(Math::random);

三条语句的作用都是一样的，只是使用了lambda表达式和方法引用的语法来简化代码。每条语句其实都是生成一个无限长度的Stream，其中值是随机的。这个无限长度Stream是懒加载，一般这种无限长度的Stream都会配合Stream的limit()方法来用。

iterate方法：也是生成无限长度的Stream，和generator不同的是，其元素的生成是重复对给定的种子值(seed)调用用户指定函数来生成的。其中包含的元素可以认为是：seed，f(seed),f(f(seed))无限循环(千万记住使用limit方法，不然会无限打印下去。).

Stream.iterate(1,item->item+1).limit(10).forEach(System.out::println);

以上代码打印1-10的自然数.

  1. 通过Collection接口的默认方法(默认方法：Default method，也是Java8中的一个新特性，就是接口中的一个带有实现的方法，后续文章会有介绍）.stream()，把一个Collection对象转换成Stream.
    如果查看Java doc就可以发现Collection接口有一个stream方法，所以其所有子类都都可以获取对应的Stream对象。

    public interface Collection extends Iterable {

    //其他方法省略
default Stream<E> stream() {
    return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
}

    }

转换Stream

转换Stream其实就是把一个Stream通过某些行为转换成一个新的Stream。Stream接口中定义了几个常用的转换方法，下面我们挑选几个常用的转换方法来解释。

  1. distinct:对于Stream中包含的元素进行去重操作（去重逻辑依赖元素的equals方法），新生成的Stream中没有重复的元素；
  2. filter:对于Stream中包含的元素使用给定的过滤函数进行过滤操作，新生成的Stream只包含符合条件的元素；
  3. map:对于Stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作，新生成的Stream只包含转换生成的元素。这个方法有三个对于原始类型的变种方法，分别是：mapToInt，mapToLong和mapToDouble。这三个方法也比较好理解，比如mapToInt就是把原始Stream转换成一个新的Stream，这个新生成的Stream中的元素都是int类型。之所以会有这样三个变种方法，可以免除自动装箱/拆箱的额外消耗；
  4. flatMap:和map类似，不同的是其每个元素转换得到的是Stream对象，会把子Stream中的元素压缩到父集合中；
  5. peek: 生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream，同时会提供一个消费函数（Consumer实例），新Stream每个元素被消费的时候都会执行给定的消费函数；
  6. limit: 对一个Stream进行截断操作，获取其前N个元素，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那就获取其所有的元素；
  7. skip: 返回一个丢弃原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那么返回空Stream；

汇聚(reduce)Stream

  1. 可变汇聚:把输入的元素累积到一个可变的容器中，比如Collection或者StringBuilder；可变汇聚对应的只有一个方法：collect，正如其名字显示的，它可以把Stream中的要有元素收集到一个结果容器中（比如Collection）。
    定义:

    <R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);

    应用:

    List<Integer> numsWithoutNull = nums.stream().filter(num -> num != null).collect(Collectors.toList());

    (Collectors是java8提供的工具类)

  2. 其他汇聚 :除去可变汇聚剩下的，一般都不是通过反复修改某个可变对象，而是通过把前一次的汇聚结果当成下一次的入参，反复如此。比如reduce，count，allMatch；

reduce方法：reduce方法非常的通用，后面介绍的count，sum等都可以使用其实现。reduce方法有三个override的方法，本文介绍两个最常用的，最后一个留给读者自己学习。先来看reduce方法的第一种形式，其方法定义如下：
定义:

Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);

应用:

List<Integer> ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println("ints sum is:" + ints.stream().reduce((sum, item) -&gt; sum + item).get());

可以看到reduce方法接受一个函数，这个函数有两个参数，第一个参数是上次函数执行的返回值（也称为中间结果），第二个参数是stream中的元素，这个函数把这两个值相加，得到的和会被赋值给下次执行这个函数的第一个参数.
– 搜索相关
– allMatch：是不是Stream中的所有元素都满足给定的匹配条件
– anyMatch：Stream中是否存在任何一个元素满足匹配条件
– findFirst: 返回Stream中的第一个元素，如果Stream为空，返回空Optional
– noneMatch：是不是Stream中的所有元素都不满足给定的匹配条件
– max和min：使用给定的比较器（Operator），返回Stream中的最大|最小值

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