Java8-新特性及Lambda表达式

1、Java8新特性内容概述

1.1、简介

Java 8(又称为jdk1.8)是Java语言开发的一个主要版本

Java 8是oracle公司于2014年3月发布，可以看成是自Java 5以来最具革命性的版本。Java 8为Java语言、编译器、类库、开发工具与JVM带来了大量新特性

1.2、新特性思维导图总结

在这里插入图片描述

1.3、新特性好处

速度更快
代码更少==(增加了新的语法：lambda表达式)==
强大的StreamAPI
最大化减少空指针异常：Optional
Nashorn引擎，允许在JVM上运行JS应用

2、Lambda表达式概述

2.1、为什么使用

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示。

2.2、语法

Lamdba表达式：在Java8语言中引入的一种新的语法元素和操作符。这个操作符为->，该操作符被称为Lambda操作符或箭头操作符。它将Lambda分为两个部分：

左侧：指定了Lambda表达式需要的参数列表
右侧：指定了Lambda体，是抽象方法的实现逻辑，也即Lambda表达式要执行的功能

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)

3、lambda表达式快速使用

大致分为6种情况讲解
无参无返回值
Runnable run = () -> {
    System.out.println(111);
};
需要一个参数，但没有返回值
Consumer<String> con = (String x) -> {
    System.out.println(x);
};
数据类型可以省略，因为可由编译器推断出来，称为类型推断
Consumer<String> con = (x) -> {
    System.out.println(x);
};
若只需要一个参数时，参数的小括号可以省略
Consumer<String> con = str -> {
    System.out.println(str);
};
若需要两个以上的参数，多条执行语句，并且可以有返回值
Comparator<Integer> con = (x,y) -> {
    System.out.println(x);
    System.out.println(y);
    return Integer.compare(x,y);
};
当Lambda体只有一条语句时，return与大括号若有，都可以省略
Comparator<Integer> con = (x,y) -> Integer.compare(x,y);

无参无返回值

因为Runnable接口里的唯一接口方法run()方法就是无参无返回值的方法，所以我们可以使用Lambda表示

public static void main(String[] args){
    Runnable runn = () -> {
        System.out.println("hello world!");
    };

    runn.run(); //hello world!
}

需要一个参数，但没有返回值

Consumer接口里的唯一接口方法accept就是接收一个参数，无返回值的方法，所以可以使用Lambda表示

public static void main(String[] args){
    Consumer<String> con = (String s) ->{
        System.out.println(s);
    };
    con.accept("hello world!"); // hello world!
}

数据类型可以省略

//Java可以类型推断，前面定义泛型，后面参数就不可能是其他类型了，所以可以省略
Consumer<String> con = (s) ->{
    System.out.println(s);
};
con.accept("hello world!"); // hello world!

若只需要一个参数时，参数的小括号可以省略

// 因为我们只有一个参数 s，所以小括号也可以省略，只有在参数个数等于1的时候，才能省略，小于或者大于都不能省略！！！
Consumer con = s ->{
    System.out.println(s);
};
con.accept("hello world!"); // hello world!

若需要两个以上的参数，多条执行语句，并且可以有返回值

public static void main(String[] args){
    Comparator<Integer> com = (x,y) -> {
        System.out.println(x); // 1
        System.out.println(y); // 5
        return Integer.compare(x,y);
    };
    int i = com.compare(1, 5);
    System.out.println(i); // -1
}

当Lambda体只有一条语句时，return与大括号若有，都可以省略

Comparator<Integer> com = (x,y) -> Integer.compare(x,y);
int i = com.compare(1, 5);
System.out.println(i); // -1

4、函数式接口

4.1、如何理解函数式接口

Java从诞生起就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等语言的星期和新技术的挑战，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，Labda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

4.2、什么是函数式(Function)接口

只包含一个抽象方法的接口,成为函数式接口
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Java8的丰富的函数式接口

4.3、Java内置四大核心函数式接口

Java提供了四大核心函数式接口

Consumer：消费性接口。对类型为T的对象应用操作，包含方法：void accept(T t)
Supplier：供给型接口。返回类型为T的对象，包含方法：T get()
Function<T,R>：函数型接口。对类型为T的对象应用操作，并返回结果。结果是R类型的对象。包含方法：R apply(T t)
Predicate：断定型接口。确定类型为T的对象是否满足某约束，并返回boolean值。包含方法：boolean test(T t)

Consumer

public static void main(String[] args){
    Consumer<String> con = s -> System.out.println(s);
    con.accept("hello world!"); // hello world!
}

Supplier

public static void main(String[] args){
    Supplier<String> sup = () -> "hello world";
    String s = sup.get();
    System.out.println(s); // hello world
}

Function<T,R>

public static void main(String[] args){
    // 输入类型为Integer类型，返回结果为String类型
    Function<Integer,String> fun = (a) -> String.valueOf(a);
    String apply = fun.apply(5201314);
    System.out.println(apply); // 5201314
}

Predicate

public static void main(String[] args){
    Predicate<String> pre = (s) -> s == null;
    boolean aaa = pre.test("aaa");
    System.out.println(aaa); // false

    boolean test = pre.test(null);
    System.out.println(test); // true
}

4.4、其他接口

除了上面四大核心接口外，还提供了针对四大核心接口的增强接口，有需要的可以直接使用

5、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

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

5.1、对象::实例方法名

// 情况一：对象::方法
// Consumer中的void accept(T t)
// PrintSteam中的void println(T t)
public static void main(String[] args){
    Consumer<String> con1 = a -> System.out.println(a);
    con1.accept("hello"); // hello

    System.out.println("*****************************");

    PrintStream out = System.out;
    // 对象::方法，结果和上面一样
    Consumer<String> con2  = out::println;
    con2.accept("world!"); // world
}

5.2、类::静态方法名

// 情况二：类::静态方法
// Comparator中的int compare(T o1, T o2)
// Integer中的static int compare(int x, int y)
public static void main(String[] args){
    Comparator<Integer> com = (x,y) -> x.compareTo(y);
    int i = com.compare(10, 20);
    System.out.println(i); // -1

    System.out.println("***************************");

    Comparator<Integer> com2 = Integer::compare;
    int i2 = com2.compare(10, 20);
    System.out.println(i2); // -1
}

5.3、类::实例方法名

// 情况二：类::实例方法
// Comparator中的int compare(T o1, T o2)
// Integer中的int compareTo(Integer anotherInteger)
// 虽然参数数量不一致，但是调用方法为这样结构的 o1.xxx(o2)，可以写 o1的类名::o1要调用的方法
public static void main(String[] args){
    Comparator<Integer> com = (x,y) -> x.compareTo(y);
    int i = com.compare(10, 20);
    System.out.println(i); // -1

    System.out.println("***************************");

    Comparator<Integer> com2 = Integer::compareTo;
    int i2 = com2.compare(10, 20);
    System.out.println(i2); // -1
}

6、构造器引用

6.1、无参构造

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // Supplier<T>中的 T get()
        // Student中的 public Student() 无参构造
        Supplier<Student> sup = () -> new Student();
        System.out.println(sup.get()); // Student{name='null', age=null, birthday=null}

        // 构造引用写法
        Supplier<Student> sup2 = Student::new;
        System.out.println(sup2.get()); // Student{name='null', age=null, birthday=null}
    }
}

class Student{
    private String name;
    private Integer age;
    private LocalDateTime birthday;

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }

    public Student() {
    }

    public Student(String name, Integer age, LocalDateTime birthday) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.birthday = birthday;
    }
    
    public Student(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

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

6.2、单参数构造

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // Function<T,R>中的 R apply(T t)
        // Student中的 public Student(String name) 单参构造
        Function<String,Student> fun = a -> new Student(a);
        Student apply = fun.apply("张三");
        System.out.println(apply); // Student{name='张三', age=null, birthday=null}

        // 构造引用写法
        Function<String,Student> fun2 = Student::new;
        Student apply1 = fun2.apply("李四");
        System.out.println(apply1); // Student{name='李四', age=null, birthday=null}
    }
}

//... 下面实体类省略

6.2、双参数构造

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        // BiFunction<T,U,R>中的 R apply(T t, U u)
        // Student中的 public Student(String name, Integer age) 双参构造
        BiFunction<String,Integer,Student> biFun1 = (a,b) -> new Student(a,b);
        Student apply = biFun1.apply("张三", 20);
        System.out.println(apply); // Student{name='张三', age=20, birthday=null}

        // 构造引用写法
        BiFunction<String,Integer,Student> biFun2 = Student::new;
        Student apply2 = biFun2.apply("李四", 25);
        System.out.println(apply2); // Student{name='李四', age=25, birthday=null}
    }
}
//... 下面实体类省略

6.3、三参数构造

三参构造我们上面讲解Java的函数式接口并没有提到，我也不知道，所以需要自己写一个函数式接口，满足业务需求

1、定义函数式接口

@FunctionalInterface
interface MyFunction<T,U,O,R>{
    R apply(T t, U u, O o);
}

2、使用自定义函数式接口

public static void main(String[] args){
    // MyFunction<T,U,O,R>中的 R apply(T t, U u, O o)
    // Student中的 public Student(String name, Integer age, LocalDateTime birthday) 三参构造
    MyFunction<String,Integer,LocalDateTime,Student> mf = (a,b,c) -> new Student(a,b,c);
    Student apply = mf.apply("张三", 20, LocalDateTime.now());
    System.out.println(apply); // Student{name='张三', age=20, birthday=2022-11-25T16:01:10.610}

    // 构造引用写法
    MyFunction<String,Integer,LocalDateTime,Student> mf2 = Student::new;
    Student apply2 = mf.apply("李四", 25, LocalDateTime.now());
    System.out.println(apply2); // Student{name='李四', age=25, birthday=2022-11-25T16:01:10.611}
}

7、数组引用

就把数组当成特殊的类，使用new关键字创建

public static void main(String[] args){
    // MyFunction<T,U,O,R>中的 R apply(T t, U u, O o)
    // Student中的 public Student(String name, Integer age, LocalDateTime birthday) 三参构造
    Function<Integer,String[]> fun = length -> new String[length];
    String[] strings = fun.apply(3);
    for (String string : strings) {
        /*
                null
                null
                null
             */
        System.out.println(string);
    }

    System.out.println("**********************************************");

    // 数组引用
    Function<Integer,String[]> fun2 = String[]::new;
    String[] strings2 = fun2.apply(4);

    for (String s : strings2) {
        /*
                null
                null
                null
                null
             */
        System.out.println(s);
    }
}