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五分钟学习 Java 8 行为参数化

五分钟学习 Java 8 行为参数化

作者: 开发者如是说 | 来源:发表于2019-02-22 00:23 被阅读0次

    1、概览

    Java8的改进比历史上任何一次改变都比较深远。Java不断改进也是编程语言生态变化的使然——诸如大数据需要在多核上面运行,而Java此前是不支持这种操作的。

    在Java8之前,如果想要利用多个计算机的内核,你要使用线程,并且要处理复杂的同步逻辑。但是在Java8中,你可以很容易地使用流让自己的代码在多个内核上面执行。

    此外,它还借鉴了其他语言和开源库的内容,比如Scala、Guava等。我们总结一下Java8的主要几个特征或者改进:

    1. 函数式编程和Lambda表达式;
    2. 流(Stream)编程;
    3. 时间API的改进;
    4. 默认方法

    2、行为参数化

    “行为”就是指方法,“行为参数化”就是指将方法作为参数传入,说白了就是指策略模式。而Java8只是使用了Lambda表达式简化了匿名类的代码,使匿名类看起来更加简洁。在这块内容上,你所需要掌握的东西并不多。

    2.1 Lambda表达式基本语法

    (parameters) -> expression     // 表达式
    (parameters) -> {statements;}  // 语句,语句尾带分号且要用花括号括起来
    

    上面是Lambda的基本语法,第一行中是Lambda中使用表达式的情况,第二行中式Lambda中使用语句的情况。

    下面是一些使用Lambda表达式的示例:

    public static void main(String...args) {
        // 创建对象
        ICreateObject createObject = Employee::new;
        IExpression expression = employees -> employees.get(0);
        // 可以进一步简化为 IExpression expression2 = List::isEmpty;
        IExpression expression2 = employees -> employees.isEmpty(); 
        IConsumeObject consumeObject = employee -> System.out.println(employee.name);
        IAdd add = (a, b) -> a + b;
        IAdd add1 = Java8LambdaExample::cal;
        // 会报出不是Function接口异常
        //        Object object = Employee::new;
    }
    

    从上面的示例代码,我们可以总结出一些结论:

    1. 所谓的函数接口就是指只包含一个非默认方法的接口,可以用@FunctionalInterface注解标明指定的接口是函数接口;
    2. 如果Lambda中的->后面的是语句,并且当该语句只有一行的时候,我们可以将花括号去掉;
    3. 想要将Lambda表达式赋值给一个对象的时候,如果这个对象不是函数接口,那么IDEA会给提示;
    4. 还要注意函数式接口是不允许抛出受检异常的。

    下面我们总结一些常见的方法引用的示例:

    上面代码中的Employee::new就是所谓的方法引用,下面是常见的方法引用的例子:

    编号 Lambda 等效的方法引用
    1 (Employee e)->e.getName() Employee::getName
    2 (String s) -> System.out.println(s) System.out::println
    3 (str, i) -> str.substring(i) String::substring

    所以,我们总结下来的三种方法引用的情形:

    编号 Lambda 等效的方法引用
    1 (参数) -> 类名.静态方法(参数) 类名::静态方法
    2 (参数1, 其他参数) -> 参数1.实例方法(其他参数) 类名::实例方法
    3 (参数) -> 表达式.实例方法(参数) 表达式::实例方法

    2.2 Java API 中的函数式接口

    Java8的API中为我们提供了几个函数式接口,这些接口有必要了解一下。因为自从Java8开始接口可以定义默认方法了,所以这些接口里面又提供了一些有意思的默认方法。这可能对我们编程比较有帮助。

    public interface Predicate<T> {
        boolean test(T t);
    }
    
    public interface Consumer<T> {
        void accept(T t);
    }
    
    public interface Function<T, R> {
        R apply(T t);
    }
    

    上面就是这三个接口的定义。它们的应用场景的不同就体现再返回的参数上面:

    1. 第一个用来判断的,大致用来实现过滤的效果;
    2. 第二是没有返回类型,只能用来对传入的参数进行处理;
    3. 第三个是用来映射的,也就是说,当你想要实现的行为的参数和返回是不同的类型的时候可以用它(当然,如果是相同类型的话也是可以的)。

    因为对于数值类型,Java需要做额外的装箱和拆箱的操作,这是需要成本的。所以,对于上面的三个接口(其他的接口也是),Java8中提供了不需要装箱的版本,也就是从泛型变成了数值类型而已。以IntPredicate为例:

    public interface IntPredicate {
        boolean test(int value);
    }
    

    2.3 复合Lambda表达式

    Java8中提供的一些接口还是可以复合操作的。使用复合操作可以实现更复杂的逻辑。这些复合操作是以默认方法的形式定义的,每个函数式接口略有不同。所以,我们这里只列举出部分用于复合的方法。在实际的开发过程中,你可以直接进入到指定的函数式接口中查看这些方法的定义。

    2.3.1 比较器Comparator<T>

    假设有一个数据列表employees,其中的对象是Employee,它有getName()和getAge()两个方法。

    employees.sort(Comparator.comparing(Employee::getName));
    employees.sort(Comparator.comparing(Employee::getName).reversed().thenComparing(Employee::getAge));
    

    上面的两行代码中,第一行实现对employees按照getName()的结果进行排序。第二行代码对employees,先按照getName()的结果进行排序,然后将返回的结果逆序,再按照getAge()的结果进行排序。

    2.3.2 谓词复合 negate()、or()和and()

    Predicate<Employee> employeePredicate = (employee -> employee.getAge() > 13)
    employeePredicate.negate()
    employeePredicate.and(employee -> employee.getAge() <= 15).or(employee -> "LiHua".equals(employee.getName()))
    

    这里首先定义了employeePredicate,它可以用来过滤“年龄大于13的雇员”。对其调用了negate()方法将返回一个Predicate,可以用来过滤“年纪小于等于13的雇员”。最后的复合操作则表示“年龄大于13并且小于15的雇员或者名字为LiHua的雇员”。

    注意,这里的and和or操作的顺序是从左向右的,也就是a.or(b).and(c)将被看作(a || b) and c

    2.3.3 函数Function<T>复合

    Function有andThen和compose两个默认方法,它们都会返回一个Function实例。

    Function<Integer, Integer> f = x -> x + 1;
    Function<Integer, Integer> g = x -> x * 2;
    Function<Integer, Integer> h1 = f.andThen(g); // h1(x) = g(f(x)) = (x + 1) * 2
    Function<Integer, Integer> h2 = f.compose(g); // h2(x) = f(g(x)) = (x * 2) + 1
    System.out.println(h1.apply(1));
    System.out.println(h2.apply(1));
    

    上面是Function的复合操作的示例,其实它的效果就相当于数学中的复合函数。不过,应当注意一下两个方法的实际的复合效果是不同的。

    总结

    以上就是Java8改进的第一部分,总结一下:行为参数化其实就是策略模式,使用Lambda可以简化函数接口的形式;Java API中提供了一些有用的函数式接口,这些接口又可以使用复合方法实现更加强大的功能。

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