Java8 (1)

参考资料：

　　《Java8 in Action》 Raoul-Gabriel Urma

一、jdk8

　　客观的说，Java8是一次有重大演进的版本，甚至很多人认为java8所做的改变，在许多方面都比Java历史上任何一次改变都深远。

　   Scala，python这样优秀编程语言中对函数式编程的处理，guava中的理念等等....

　　java8的代码更简洁...

　　java8对并发编程更加友好，java一直努力让并发编程更为高效，出错更少，jdk1.0里有线程和锁，Java 5增加的工业模块，Thread pools和一大堆并发工具类， Java7增加了fork/join框架，Java8则对并行提供了一个新的思路

　　新的API，例如Stream等　　

　　等等

二、通过行为参数化传递代码

首先有一个苹果类

   public static class Apple {
        private int weight = 0;
        private String color = "";

        public Apple(int weight, String color){
            this.weight = weight;
            this.color = color;
        }

        public Integer getWeight() {
            return weight;
        }

        public void setWeight(Integer weight) {
            this.weight = weight;
        }

        public String getColor() {
            return color;
        }

        public void setColor(String color) {
            this.color = color;
        }

        public String toString() {
            return "Apple{" +
                    "color='" + color + '\'' +
                    ", weight=" + weight +
                    '}';
        }
    }

1. 需求

　　需要2个函数以供过滤出需要的苹果

public static List<Apple> filterApplesByColor(List<Apple> inventory, String color){
        List<Apple> result = new ArrayList<Apple>();
        for(Apple apple: inventory){
            if(apple.getColor().equals(color)){
                result.add(apple);
            }
        }
        return result;
    }

    public static List<Apple> filterApplesByWeight(List<Apple> inventory, int weight){
        List<Apple> result = new ArrayList<Apple>();
        for(Apple apple: inventory){
            if(apple.getWeight() > weight){
                result.add(apple);
            }
        }
        return result;
    }

上面的代码比较啰嗦，而且如果还有新的需求，依旧需要添加新的方法，以前的java实现函数就是静态方法。

2. 第一次改造

Java中封装行为的方式只能通过匿名类之类的方式。首先定义一个接口:

interface ApplePredicate{
        public boolean test(Apple a);
 }

于是方法变为:

public static List<Apple> filter(List<Apple> inventory, ApplePredicate p){
        List<Apple> result = new ArrayList<Apple>();
        for(Apple apple : inventory){
            if(p.test(apple)){
                result.add(apple);
            }
        }
        return result;
    }

在之前的java，用如下方式：

static class AppleWeightPredicate implements ApplePredicate{
        public boolean test(Apple apple){
            return apple.getWeight() > 150;
        }
    }
    static class AppleColorPredicate implements ApplePredicate{
        public boolean test(Apple apple){
            return "green".equals(apple.getColor());
        }
    }

2个新的实现类，从设计模式上是策略模式... 可以更灵活的扩展，但是感觉代码更啰嗦了...

当然你也可以不定义出类，使用匿名内部类，还是很啰嗦.

        List<Apple> redApples2 = filter(inventory, new ApplePredicate() {
            public boolean test(Apple a){
                return a.getColor().equals("red");
            }
        });

3. 使用Lambda表达式

List<Apple> result = filter(inventory ,(Apple apple)-> "red".equals(apple.getColor()));

jdk8中再进一步将Perdicate抽象为泛型类...

public interface Predicate<T> {
    boolean test(T var1);
    //....
}

三、Lambda表达式

3.1 lambda简介

很多语言都支持lambda，例如python，可以把lambda表达式简单理解为表示可传递的匿名函数的一种方式： 它没有名称，但是有参数列表、函数主题、返回类型，可能还有一个异常列表.

• 匿名 - 没有方法名
• 函数 - Lambda不属于任何一个类。
• 传递 - 可以做为参数传递给方法或者存储在变量中
• 简洁

让我们来改造一段代码...

        Comparator<Apple> byWeight = new Comparator<Apple>() {
            @Override
            public int compare(Apple o1, Apple o2) {
                return o1.getWeight().compareTo(o2.getWeight());
            }
        };

        Comparator<Apple> byWeight2 = (Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight() - a2.getWeight();
   

(Apple a1, Apple a2) 是Lambda的参数列表，加上一个小箭头，加上主体 a1.getWeight() - a2.getWeight()

Lambda的基本语法:

　　(params) -> experssion

　　(params) -> {statements;}

举例：

(1) () -> {};

(2) () -> "Raoul"

(3) () -> {return "aaa";}

(4) (int i) -> return "Al" + 1;

(5) (String s) -> {"IronMan";}

上述中只有(4), (5) 不符合语法，(4)的主体是statements;需要用{}，(5)的主体是statements，因此不能使用{}...

3.2 在哪里可以使用Lambda

1. 函数式接口

　　函数是接口就是只定义了一个抽象方法的接口。 jdk8中接口还可以定义默认方法，哪怕有很多的默认方法，但是只要接口只定义了一个抽象方法，它就仍然是一个函数式接口。

　　Lambda允许你把lambda表达式作为函数式接口的一个实现的实例

　　

     MyInteface myInteface = (int i, int j) -> i+j;
     System.out.println(myInteface.add(1,2));

    public  interface MyInteface{
        int add(int i, int j);
    }

2. 函数式描述符

函数式接口中有且只有一个方法，这个方法的签名就是lambda表达式的签名。这种抽象方法叫做函数描述符...

@FuntionalInterface?

　　接口标注，表示接口会被设计为一个函数式接口。按照官方说法就是：　　

• The type is an interface type and not an annotation type, enum, or class.
• The annotated type satisfies the requirements of a functional interface.

3.3 使用函数式接口

java.util.function包中引入了常用的函数式接口

1. Predicate

    public static <T> List<T> filte(List<T> list, Predicate<T> p){
        List<T> results = new ArrayList<T>();
        for (T t : list) {
            if (p.test(t)) results.add(t);
        }
        return results;
    }

Predicate中还有一些add, not等默认方法，暂不讨论...

2. Consumer

其中定义了一个accept()方法，没有返回值

    public static <T> void forEach(List<T> list, Consumer<T> c){
        for (T i : list) {
            c.accept(i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        forEach(
                Arrays.asList(1,2,3,4,5),
                (Integer i) -> {
                    System.out.println(i);
                }
        );
    }

3. Function

类似于Guava的Function，定义了一个apply的方法，例子中打印每个字符串的长度...

    public static <T, R> List<R> map(List<T> list, Function<T, R> f){
        List<R> result = new ArrayList<R>();
        for (T t : list) {
            result.add(f.apply(t));
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> l = map(
                Arrays.asList("lambdas","in","action"),
                (String s) -> s.length()
        );
        System.out.println(l);
    }

4. IntPredicate

自从jdk1.5之后就支持自动装箱inbox，但装箱之后比如将一个原始类型转换成了Integer，在heap划分一块内存分配等等，IntPredicate可以避免无谓的装箱..

IntPredicate evenNumbers = (int i) -> i%2 ==1;
 Predicate<Integer> predicate = (Integer i) -> i%2 ==1;

也可以说因为泛型往往不能使用基本类型

3.4 方法引用

方法引用可以被看做仅仅调用特定Lambda的一种快捷写法。例如

(Apple a) -> a.getWeight() 可以写成 Apple::getWeight

() -> Thread.currentThread.dumpStack() 可以写成 Thread.currentThread()::dumpStack

(str, i) -> str.substring(i) 可以写成 String:substring

(Sring s) -> System.out.println(s) 可以写成 System.out::println

如何构建方法引用？

(1) 静态方法，类的方法，例如Interger的parseInt Interger::parseInt

(2) 实例方法， String::length

(3) 指向现有方法的方法引用: expensiveTransaction::getValue

实例： 排序

使用Lambda表达式的用法

    public static void main(String[] args) {
        Comparator<String> comparator = (String s1,String s2) -> s1.compareToIgnoreCase(s2);
        List<String> l = Arrays.asList("a","b","A","B");
        Collections.sort(l,comparator);
        System.out.println(l);
    }

可换成:

Comparator<String> comparator = String::compareToIgnoreCase;
        List<String> l = Arrays.asList("a","b","A","B");
        Collections.sort(l,comparator);
        System.out.println(l);

构造函数引用...

3.5 Lambda表达式复合用法

1. 比较器复合

public static void main(String ... args){
        List<Apple> inventory = new ArrayList<>();
        inventory.addAll(Arrays.asList(new Apple(80,"green"), new Apple(155, "green"), new Apple(120, "red")));
        //1. 使用逆序
        inventory.sort(
                Comparator.comparing(Apple::getWeight).reversed()
        );
        //2. 比较器链
        inventory.sort(
                Comparator.comparing(Apple::getWeight).reversed().thenComparing(Apple::getColor)
        );
    }

比较器链中如果重量相同，就按颜色排序...

2. 谓词复合

    public static void main(String ... args){
        Predicate<Apple> redApple = (Apple a) -> "red".equals(a.getColor());
        Predicate<Apple> notRedApple = redApple.negate();
        Predicate<Apple> redAndHeavyApple = redApple.and(a -> a.getWeight()>150);
        Predicate<Apple> readAndHeavyOrGreenApple = redApple.and(a -> a.getWeight()>150).or(a -> "green".equals(a.getColor()));
    }

3. 函数复合

以Function为例，实现类似于g(f(x))和f(g(x))的效果

    public static void main(String... args) {
        Function<Integer, Integer> f = x -> x + 1;
        Function<Integer, Integer> g = x -> x * 2;
        Function<Integer, Integer> h = f.andThen(g);
        Function<Integer, Integer> k = f.compose(g);
        System.out.println(h.apply(3));
        System.out.println(k.apply(3));
    }