Lambda表达式与函数式编程

函数式编程——Stream流

概述

为什么学?

• 能够看懂公司里的代码
• 大数量下处理集合的效率高
• 代码可读性高
• 消灭嵌套地狱

//查询未成年作家的评分在70以上的书籍 由于洋流影响所以作家和书籍可能出现重复，需要进行去重
List<Book> bookList = new ArrayList<>();
Set<Book> uniqueBookValues = new HashSet<>();
Set<Author> uniqueAuthorValues = new HashSet<>();
for (Author author : authors) {
    
    
    if (uniqueAuthorValues.add(author)) {
    
    
        if (author.getAge() < 18) {
    
    
            List<Book> books = author.getBooks();
            for (Book book : books) {
    
    
                if (book.getScore() > 70) {
    
    
                    if (uniqueBookValues.add(book)) {
    
    
                        bookList.add(book);
                    }
                }
            }
        }
    }
}
System.out.println(bookList);

List<Book> collect = authors.stream()
    .distinct()
    .filter(author -> author.getAge() < 18)
    .map(author -> author.getBooks())
    .flatMap(Collection::stream)
    .filter(book -> book.getScore() > 70)
    .distinct()
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(collect);

函数式编程思想

概念

面向对象思想需要关注用什么对象完成什么事情。而函数式编程思想就类似于我们数学中的函数。它主要关注的是对数据进行了什么操作。

优点

• 代码简洁，开发快速
• 接近自然语言，易于理解
• 易于"并发编程"

Lambda表达式

概述

Lambda是JDK8中一个语法糖。他可以对某些匿名内部类的写法进行简化。它是函数式编程思想的一个重要体现。让我们不用关注是什么对象。而是更关注我们对数据进行了什么操作。

• JAVA这种面对对象的定义太繁琐，在处理各种数学运算，频繁的需要定义类，对象和方法之类的，所以引入Lambda编程方式

JDK8引入的3个特别功能

• Lambda表达式，Lambda使用的前提是函数式接口
• 在接口中引入了default普通方法——>JDK8之后才有，之前接口只有全局变量和抽象方法
• 函数式接口：一个接口只有一个抽象方法

接口的default普通方法

public interface defaultMethodTest {
    
    
    void test();
    default void test1(){
    
    
        System.out.println("接口中的普通方法");
    }
}
class defaultMethodTestImpl implements defaultMethodTest{
    
    

    @Override
    public void test() {
    
    
        
    }
}

• 我们看到我们实现defaultMethodTest接口，并没有要求重写default修饰的方法
• default关键字在接口中表示普通方法，不能省略，不写default就表示这个是抽象方法
  • 引入这个类其实是为修正上古版本中接口中拓展的方法使用的

函数式接口

@FunctionalInterface
public interface defaultMethodTest {
    
    
    void test();
    default void test1(){
    
    
        System.out.println("接口中的普通方法");
    }
}

• 利用@FunctionalInterface用来检测当前接口是否是函数式接口

核心原则

可推导可省略

基本格式

(参数列表)->{
    
    代码}

Lambda表达式的前身

其前身就是匿名内部类，我们来对比这两个的区别（但是Lambda的实现的接口前提必须是函数式接口）

@FunctionalInterface
interface FuncInterface{
    
    
    void test();
}
public class LambdaTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        fun(new FuncInterface() {
    
    
            @Override
            public void test() {
    
    
                System.out.println("测试匿名内部类的写法");
            }
        });
    }
    public static void fun(FuncInterface f){
    
    
        f.test();
    }
}

Lambda实现

• 这里就有我们一个特别IDEA强大的功能，alt+enter可以将匿名内部类的写法变成我们的Lambda表达式
• 我们要善用工具

public class LambdaTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        fun(() -> System.out.println("测试匿名内部类的写法"));
    }
    public static void fun(FuncInterface f){
    
    
        f.test();
    }
}

省略规则

• 参数类型可以省略
• 方法体只有一句代码时大括号return和唯一一句代码的分号可以省略
• 方法只有一个参数时小括号可以省略
• 以上这些规则都记不住也可以省略不记

无返回值无参数

public Thread(Runnable target) {
    init(null, target, "Thread-" + nextThreadNum(), 0);
}
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

public class LambdaTest2 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //匿名类写法
        new Thread(new Runnable() {
    
    
            @Override
            public void run() {
    
    
                System.out.println("演示无参数无返回值的Lambda表达式");
            }
        }).start();
        //无参数无返回值写法
        new Thread(()->{
    
    
            System.out.println("演示无参数无返回值的Lambda表达式");
        }).start();
        //若只有一句语句，可省略大括号
        new Thread(()-> System.out.println("演示无参数无返回值的Lambda表达式")).start();
    }
}

• 若方法体只有一条，那么可以省略大括号

无返回值有参数

@FunctionalInterface
public interface IntConsumer {
    void accept(int value);

    default IntConsumer andThen(IntConsumer after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (int t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
}

public class LambdaTest3 {
    
    
    public static void foreachArr(IntConsumer consumer){
    
    
        int[] arr = {
    
    1,2,3};
        for (int i : arr) {
    
    
            consumer.accept(i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        //匿名内部类写法
        foreachArr(new IntConsumer() {
    
    
            @Override
            public void accept(int value) {
    
    
                System.out.println("测试有参无返回值的Lambda表达式"+value);
            }
        });
        //Lambda表达式 
        foreachArr((int value)->{
    
    
            System.out.println("测试有参无返回值的Lambda表达式"+value);
        });
        //只有一个参数省略括号
        foreachArr(value -> {
    
    
            System.out.println("测试有参无返回值的Lambda表达式"+value);
        });
    }
}

• 若方法的参数只有一个，那么可以省略小括号
• 可以省略Lambda中参数的类型，若省略类型，都需要省略

有返回值无参数

public class LambdaTest4 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //匿名内部类实现方式
        test(new Supplier<String>() {
    
    
            @Override
            public String get() {
    
    
                return "测试无参数有返回值的Lambda表达式";
            }
        });
        //lambda实现方式
        test(()->{
    
    
            return "测试无参数有返回值的Lambda表达式";
        });
        //省略版本 因为只有一条return语句
        test(()->"测试无参数有返回值的Lambda表达式");
    }
    public static void test(Supplier<String> supplier){
    
    
        System.out.println(supplier.get());
    }
}

• 若抽象方法存在返回值且覆写的方法体的代码只有一行，那么此时return和大括号都可以省略

有参数有返回值

public class LambdaTest5 {
    
    
    public static int calculateNum(IntBinaryOperator operator){
    
    
        int a = 10;
        int b = 20;
        return operator.applyAsInt(a, b);
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        //匿名内部类写法
        int i = calculateNum(new IntBinaryOperator() {
    
    
            @Override
            public int applyAsInt(int left, int right) {
    
    
                return left + right;
            }
        });
        System.out.println(i);
        //lambda写法
        int i1 = calculateNum((int left, int right) -> {
    
    
            return left + right;
        });
        System.out.println(i1);
        //lambda省略版写法
        int i2 = calculateNum(((left, right) -> left + right));
        System.out.println(i2);
    }
}

• 可以省略Lambda中参数的类型，若省略类型，都需要省略

Stream流

概述

Java8的Stream使用的是函数式编程模式，如同它的名字一样，它可以被用来对集合或数组进行链状流式的操作。可以更方便的让我们对集合或数组操作。

案例数据准备

作者类

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@EqualsAndHashCode//用于后期的去重使用
public class Author {
    
    
      //id
      private Long id;
      //姓名
      private String name;
      //年龄
      private Integer age;
      //简介
      private String intro;
      //作品
      private List<Book> books;
}

书籍类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@EqualsAndHashCode//用于后期的去重使用
public class Book {
    
    
        //id
        private Long id;
        //书名
        private String name;

        //分类
        private String category;

        //评分
        private Integer score;

        //简介
        private String intro;

}

数据初始化

 private static List<Author> getAuthors() {
        //数据初始化
        Author author = new Author(1L,"蒙多",33,"一个从菜刀中明悟哲理的祖安人",null);
        Author author2 = new Author(2L,"亚拉索",15,"狂风也追逐不上他的思考速度",null);
        Author author3 = new Author(3L,"易",14,"是这个世界在限制他的思维",null);
        Author author4 = new Author(3L,"易",14,"是这个世界在限制他的思维",null);

        //书籍列表
        List<Book> books1 = new ArrayList<>();
        List<Book> books2 = new ArrayList<>();
        List<Book> books3 = new ArrayList<>();

        books1.add(new Book(1L,"刀的两侧是光明与黑暗","哲学,爱情",88,"用一把刀划分了爱恨"));
        books1.add(new Book(2L,"一个人不能死在同一把刀下","个人成长,爱情",99,"讲述如何从失败中明悟真理"));

        books2.add(new Book(3L,"那风吹不到的地方","哲学",85,"带你用思维去领略世界的尽头"));
        books2.add(new Book(3L,"那风吹不到的地方","哲学",85,"带你用思维去领略世界的尽头"));
        books2.add(new Book(4L,"吹或不吹","爱情,个人传记",56,"一个哲学家的恋爱观注定很难把他所在的时代理解"));

        books3.add(new Book(5L,"你的剑就是我的剑","爱情",56,"无法想象一个武者能对他的伴侣这么的宽容"));
        books3.add(new Book(6L,"风与剑","个人传记",100,"两个哲学家灵魂和肉体的碰撞会激起怎么样的火花呢？"));
        books3.add(new Book(6L,"风与剑","个人传记",100,"两个哲学家灵魂和肉体的碰撞会激起怎么样的火花呢？"));

        author.setBooks(books1);
        author2.setBooks(books2);
        author3.setBooks(books3);
        author4.setBooks(books3);

        List<Author> authorList = new ArrayList<>(Arrays.asList(author,author2,author3,author4));
        return authorList;
    }

创建流

单列集合： 集合对象.stream()

List<Author> authors = getAuthors();
Stream<Author> stream = authors.stream();

数组：Arrays.stream(数组)或者使用Stream.of来创建

Integer[] arr = {
    
    1,2,3,4,5};
Stream<Integer> stream = Arrays.stream(arr);
Stream<Integer> stream2 = Stream.of(arr);

双列集合：转换成单列集合后再创建

Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("蜡笔小新",19);
map.put("黑子",17);
map.put("日向翔阳",16);
Stream<Map.Entry<String, Integer>> stream = map.entrySet().stream();

中间操作

filter

• 可以对流中的元素进行条件过滤，符合过滤条件的才能继续留在流中。

例如：

打印所有姓名长度大于1的作家的姓名

public class StreamTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //打印所有姓名长度大于1的作家的姓名 
        //匿名内部类写法
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream().
            filter(new Predicate<Author>() {
            @Override
            public boolean test(Author author) {
                return author.getName().length()>1;
             }
        	  }).forEach(new Consumer<Author>() {
            @Override
            public void accept(Author author) {
                System.out.println(author.getName());
             }
        });
        //打印所有姓名长度大于1的作家的姓名
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .filter(author -> author.getName().length()>1)
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));
    }
}

map

• 可以把对流中的元素进行计算或转换（这里的转换是一对一的）。

例如：

打印所有作家的姓名

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //打印所有作家的姓名 
        //匿名内部类写法
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .map(new Function<Author, String>() {
    
    
                    @Override
                    public String apply(Author author) {
    
    
                        return author.getName();
                    }
                }).forEach(new Consumer<String>() {
    
    
                    @Override
                    public void accept(String s) {
    
    
                        System.out.println(s);
                    }
        });
        //打印所有作家的姓名
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .map(author -> author.getName())
                .forEach(name-> System.out.println(name));
    }
}

distinct

• 可以去除流中的重复元素。

例如：

打印所有作家的姓名，并且要求其中不能有重复元素。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //打印所有作家的姓名，并且要求其中不能有重复元素。
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .forEach(author-> System.out.println(author.getName()));
    }
}

• 注意：distinct方法是依赖Object的equals方法来判断是否是相同对象的。所以需要注意重写equals方法。

sorted

• 可以对流中的元素进行排序。

例如：

对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素。
        //匿名内部类写法
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted(new Comparator<Author>() {
    
    
                    @Override
                    public int compare(Author o1, Author o2) {
    
    
                        return o2.getAge()-o1.getAge();
                    }
                }).forEach(author -> System.out.println(author));
        authors.stream()
             .distinct()
             .sorted((o1, o2) -> o2.getAge()-o1.getAge())
             .forEach(author -> System.out.println(author));
    }
}

注意：如果调用空参的sorted()方法，需要流中的元素是实现了Comparable。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素。
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted()
                .forEach(author -> System.out.println(author));
    }
}

public class Author implements Comparable<Author>{
    
    
     //id
     private Long id;
     //姓名
     private String name;
     //年龄
     private Integer age;
     //简介
     private String intro;
    //作品
     private List<Book> books;


    @Override
    public int compareTo(Author o) {
    
    
        return this.getAge()-o.getAge();
    }
}

limit

• 可以设置流的最大长度，超出的部分将被抛弃。

例如：

对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素,然后打印其中年龄最大的两个作家的姓名。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素,然后打印其中年龄最大的两个作家的姓名。
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted((o1, o2) -> o2.getAge()-o1.getAge())
                .map(author -> author.getName())
                .limit(2)
                .forEach(name-> System.out.println(name));
    }
}

skip

• 跳过流中的前n个元素，返回剩下的元素

例如：

打印除了年龄最大的作家外的其他作家，要求不能有重复元素，并且按照年龄降序排序。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //打印除了年龄最大的作家外的其他作家，要求不能有重复元素，并且按照年龄降序排序。
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted((o1, o2) -> o2.getAge()-o1.getAge())
                .skip(1)
                .forEach(author -> System.out.println(author));
    }
}

flatMap

• map只能把一个对象转换成另一个对象来作为流中的元素。而flatMap可以把一个对象转换成多个对象作为流中的元素。

例一：

打印所有书籍的名字。要求对重复的元素进行去重。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        List<Author> authors = getAuthors();
        //打印所有书籍的名字。要求对重复的元素进行去重。
        authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .distinct()
                .forEach(book -> System.out.println(book.getName()));

    }
}

例二：

打印现有数据的所有分类。要求对分类进行去重。不能出现这种格式：哲学,爱情

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //打印现有数据的所有分类。要求对分类进行去重。不能出现这种格式：哲学,爱情
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .flatMap(author->author.getBooks().stream())
                .distinct()
                .flatMap(book -> Arrays.stream(book.getCategory().split(",")))
                .distinct()
                .forEach(category-> System.out.println(category));
    }
 }

终结操作

forEach

• 对流中的元素进行遍历操作，我们通过传入的参数去指定对遍历到的元素进行什么具体操作。

例子：

输出所有作家的名字

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //输出所有作家的名字
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));
    }
}

count

• 可以用来获取当前流中元素的个数。

例子：

打印这些作家的所出书籍的数目，注意删除重复元素。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //打印这些作家的所出书籍的数目，注意删除重复元素。
        List<Author> authors = getAuthors();
        long count = authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .distinct()
                .count();
        System.out.println(count);
    }
}

max&min

• 可以用来或者流中的最值。

例子：

分别获取这些作家的所出书籍的最高分和最低分并打印。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //分别获取这些作家的所出书籍的最高分和最低分并打印。
        List<Author> authors = getAuthors();
        Optional<Integer> max = authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .map(book -> book.getScore())
                .max((o1, o2) -> o1 - o2);
        Optional<Integer> min = authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .map(book -> book.getScore())
                .min(((o1, o2) -> o1 - o2));
        System.out.println(max.get());
        System.out.println(min.get());
    }
}

collect

• 把当前流转换成一个集合。

例子：

获取一个存放所有作者名字的List集合。

//获取一个存放所有作者名字的List集合。
        List<Author> authors = getAuthors();
        List<String> nameList = authors.stream()
                .map(author -> author.getName())
                .distinct()
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(nameList);

获取一个所有书名的Set集合。

List<Author> authors = getAuthors();
//获取一个所有书名的Set集合。
Set<String> books = authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .map(book -> book.getName())
                .collect(Collectors.toSet());
System.out.println(books);

获取一个Map集合，map的key为作者名，value为List<Book>

List<Author> authors = getAuthors();
//获取一个Map集合，map的key为作者名，value为List<Book>
Map<String, List<Book>> map = authors.stream()
                .distinct()
                .collect(Collectors.toMap(author -> author.getName(), author -> author.getBooks()));
System.out.println(map);

查找与匹配

anyMatch

• 可以用来判断是否有任意符合匹配条件的元素，结果为boolean类型。

例子：

判断是否有年龄在29以上的作家

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //判断是否有年龄在29以上的作家
        List<Author> authors = getAuthors();
        boolean b = authors.stream()
                .anyMatch(author -> author.getAge() > 29);
        System.out.println(b);
    }
}

allMatch

• 可以用来判断是否都符合匹配条件，结果为boolean类型。如果都符合结果为true，否则结果为false。

例子：

判断是否所有的作家都是成年人

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //判断是否所有的作家都是成年人
        List<Author> authors = getAuthors();
        boolean b = authors.stream()
                .allMatch(author -> author.getAge() >= 18);
        System.out.println(b);
    }
}

noneMatch

• 可以判断流中的元素是否都不符合匹配条件。如果都不符合结果为true，否则结果为false

例子：

判断作家是否都没有超过100岁的。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
       // 判断作家是否都没有超过100岁的。
        List<Author> authors = getAuthors();
        boolean b = authors.stream()
                .noneMatch(author -> author.getAge() > 100);
        System.out.println(b);
    }
}

findAny

• 获取流中的任意一个元素。该方法没有办法保证获取的一定是流中的第一个元素。

例子：

获取任意一个年龄大于18的作家，如果存在就输出他的名字

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //获取任意一个年龄大于18的作家，如果存在就输出他的名字
        List<Author> authors = getAuthors();
        Optional<Author> any = authors.stream()
                .filter(author -> author.getAge() > 18)
                .findAny();
        System.out.println(any.get());
    }
}

findFirst

• 获取流中的第一个元素。

例子：

获取一个年龄最小的作家，并输出他的姓名。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
       //获取一个年龄最小的作家，并输出他的姓名
        List<Author> authors = getAuthors();
        Optional<Author> first = authors.stream()
                .sorted((o1, o2) -> o1.getAge() - o2.getAge())
                .findFirst();
        System.out.println(first.get().getName());
    }
}

reduce归并

• 对流中的数据按照你指定的计算方式计算出一个结果。（缩减操作）

reduce的作用是把stream中的元素给组合起来，我们可以传入一个初始值，它会按照我们的计算方式依次拿流中的元素和初始化值进行计算，计算结果再和后面的元素计算。

reduce两个参数的重载形式内部的计算方式如下：

T result = identity;
for (T element : this stream)
    result = accumulator.apply(result, element)
return result;

• 其中identity就是我们可以通过方法参数传入的初始值，accumulator的apply具体进行什么计算也是我们通过方法参数来确定的。

例子：

使用reduce求所有作者年龄的和

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //使用reduce求所有作者年龄的和
        List<Author> authors = getAuthors();
        Integer reduce = authors.stream()
                .distinct()
                .map(author -> author.getAge())
                .reduce(0, ((result, element) -> result + element));
        System.out.println(reduce);
    }
}

使用reduce求所有作者中年龄的最大值

List<Author> authors = getAuthors(); 
//使用reduce求所有作者中年龄的最大值
Integer reduce1 = authors.stream()
                .distinct()
                .map(author -> author.getAge())
                .reduce(Integer.MIN_VALUE, ((result, element) -> result > element ? result : element));
System.out.println(reduce1);

使用reduce求所有作者中年龄的最小值

List<Author> authors = getAuthors(); 
//使用reduce求所有作者中年龄的最小值
Integer reduce2 = authors.stream()
                .distinct()
                .map(author -> author.getAge())
                .reduce(Integer.MAX_VALUE, ((result, element) -> result > element ? element : result));
System.out.println(reduce2);

reduce一个参数的重载形式内部的计算

boolean foundAny = false;
     T result = null;
     for (T element : this stream) {
    
    
         if (!foundAny) {
    
    
             foundAny = true;
             result = element;
         }
         else
             result = accumulator.apply(result, element);
     }
     return foundAny ? Optional.of(result) : Optional.empty();

如果用一个参数的重载方法去求最小值代码如下：

  //        使用reduce求所有作者中年龄的最小值
        List<Author> authors = getAuthors();
        Optional<Integer> minOptional = authors.stream()
                .map(author -> author.getAge())
                .reduce((result, element) -> result > element ? element : result);
        minOptional.ifPresent(age-> System.out.println(age));

注意事项

• 惰性求值（如果没有终结操作，没有中间操作是不会得到执行的）
• 流是一次性的（一旦一个流对象经过一个终结操作后。这个流就不能再被使用）
• 不会影响原数据（我们在流中可以多数据做很多处理。但是正常情况下是不会影响原来集合中的元素的。这往往也是我们期望的）
  • 如果在流操作中我们修改集合的数据，那么还是会导致集合数据变化

Optional

概述

我们在编写代码的时候出现最多的就是空指针异常。所以在很多情况下我们需要做各种非空的判断。

例如：

Author author = getAuthor();
if(author!=null){
   System.out.println(author.getName());
}

尤其是对象中的属性还是一个对象的情况下。这种判断会更多。

• 而过多的判断语句会让我们的代码显得臃肿不堪。

• 所以在JDK8中引入了Optional,养成使用Optional的习惯后你可以写出更优雅的代码来避免空指针异常。

• 并且在很多函数式编程相关的API中也都用到了Optional，如果不会使用Optional也会对函数式编程的学习造成影响。

创建对象

Optional就好像是包装类，可以把我们的具体数据封装Optional对象内部。然后我们去使用Optional中封装好的方法操作封装进去的数据就可以非常优雅的避免空指针异常。

我们一般使用Optional的静态方法ofNullable来把数据封装成一个Optional对象。无论传入的参数是否为null都不会出现问题。

public class OptionalTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Author author = getAuthor();
        Optional<Author> authorOptional = Optional.ofNullable(author);
    }
}

• 你可能会觉得还要加一行代码来封装数据比较麻烦。但是如果改造下getAuthor方法，让其的返回值就是封装好的Optional的话，我们在使用时就会方便很多。
• 而且在实际开发中我们的数据很多是从数据库获取的。Mybatis从3.5版本可以也已经支持Optional了。我们可以直接把dao方法的返回值类型定义成Optional类型，MyBastis会自己把数据封装成Optional对象返回。封装的过程也不需要我们自己操作。

如果你确定一个对象不是空的则可以使用Optional的静态方法of来把数据封装成Optional对象。

Author author = new Author();
Optional<Author> authorOptional = Optional.of(author);

但是一定要注意，如果使用of的时候传入的参数必须不为null。

• 如果一个方法的返回值类型是Optional类型。而如果我们经判断发现某次计算得到的返回值为null，这个时候就需要把null封装成Optional对象返回。这时则可以使用Optional的静态方法empty来进行封装。

安全消费值

我们获取到一个Optional对象后肯定需要对其中的数据进行使用。这时候我们可以使用其ifPresent方法对来消费其中的值。

• 这个方法会判断其内封装的数据是否为空，不为空时才会执行具体的消费代码。这样使用起来就更加安全了。

例如,以下写法就优雅的避免了空指针异常。

public class OptionalTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Author author = getAuthor();
        Optional<Author> authorOptional = Optional.ofNullable(author);
        authorOptional.ifPresent(author1 -> System.out.println(author1.getName()));
    }
}

获取值

• 如果我们想获取值自己进行处理可以使用get方法获取，但是不推荐。因为当Optional内部的数据为空的时候会出现异常。

public class OptionalTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Optional<Author> author1 = Optional.ofNullable(null);
        Author author2 = author1.get();
    }
}
Exception in thread "main" java.util.NoSuchElementException: No value present
at java.util.Optional.get(Optional.java:135)
at com.lsc.optional.OptionalTest.main(OptionalTest.java:23)

安全获取值

如果我们期望安全的获取值。我们不推荐使用get方法，而是使用Optional提供的以下方法。

orElseGet

• 获取数据并且设置数据为空时的默认值。如果数据不为空就能获取到该数据。如果为空则根据你传入的参数来创建对象作为默认值返回。

public class OptionalTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Optional<Author> author1 = Optional.ofNullable(null);
        Author author = author1.orElseGet(new Supplier<Author>() {
    
    
            @Override
            public Author get() {
    
    
                return new Author(10L, "lsc", 23, "帅比", null);
            }
        });
        System.out.println(author);
    }
}
   // Author(id=10, name=lsc, age=23, intro=帅比, books=null)

orElseThrow

• 获取数据，如果数据不为空就能获取到该数据。如果为空则根据你传入的参数来创建异常抛出。

public class OptionalTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Optional<Author> author1 = Optional.ofNullable(null);
        Author author = author1.orElseThrow(new Supplier<RuntimeException>() {
    
    
            @Override
            public RuntimeException get() {
    
    
                return new RuntimeException("对象为null");
            }
        });
        System.out.println(author);
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: 对象为null
	at com.lsc.optional.OptionalTest.lambda$main$0(OptionalTest.java:24)
	at java.util.Optional.orElseThrow(Optional.java:290)
	at com.lsc.optional.OptionalTest.main(OptionalTest.java:24)

过滤

• 我们可以使用filter方法对数据进行过滤。如果原本是有数据的，但是不符合判断，也会变成一个无数据的Optional对象。

public class OptionalTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Optional<Author> authorOptional = Optional.ofNullable(getAuthor());
        authorOptional.filter(author->author.getAge()>100).ifPresent(author -> System.out.println(author.getName()));
    }
}

数据转换

• Optional还提供了map可以让我们的对数据进行转换，并且转换得到的数据也还是被Optional包装好的，保证了我们的使用安全。

例如我们想获取作家的书籍集合。

public class OptionalTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Optional<Author> authorOptional = Optional.ofNullable(getAuthor());
        Optional<List<Book>> optionalBooks = authorOptional.map(author -> author.getBooks());
        optionalBooks.ifPresent(books -> System.out.println(books) );
    }
}

函数式接口

只有一个抽象方法的接口我们称之为函数接口。

JDK的函数式接口都加上了 @FunctionalInterface 注解进行标识。但是无论是否加上该注解只要接口中只有一个抽象方法，都是函数式接口。

常见的函数式接口

Runnable

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    
    
    public abstract void run();
}

Function 计算转换接口

• 根据其中抽象方法的参数列表和返回值类型知道，我们可以在方法中对传入的参数计算或转换，把结果返回

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    
    
    R apply(T t);
}

Consumer 消费接口

• 根据其中抽象方法的参数列表和返回值类型知道，我们可以在方法中对传入的参数进行消费。

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    
    
    void accept(T t);
}

Supplier 生产型接口

• 根据其中抽象方法的参数列表和返回值类型知道，我们可以在方法中创建对象，把创建好的对象返回

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    
    
/**
 * Gets a result.
   *
 * @return a result
   */
   T get();
}

Predicate 判断接口

• 根据其中抽象方法的参数列表和返回值类型知道，我们可以在方法中对传入的参数条件判断，返回判断结果

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    
    
    boolean test(T t);
}

Biconsumer(Bi代表两个的意思，我们要传入两个参数，在上面的案例中是v和e)

@FunctionalInterface
public interface BiConsumer<T, U> {
    
    
    void accept(T t, U u);
}

函数式接口名称	方法名称	参数	返回值
Runnable	run	无参数	无返回值
Function	apply	1个参数	有返回值
Consume	accept	1个参数	无返回值
Supplier	get	没有参数	有返回值
Biconsumer	accept	2个参数	无返回值

常用的默认方法

• and

我们在使用Predicate接口时候可能需要进行判断条件的拼接。而and方法相当于是使用&&来拼接两个判断条件

例如：

打印作家中年龄大于17并且姓名的长度大于1的作家。

public class StreamTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Author> authors = getAuthors();
        Stream<Author> stream = authors.stream();
        stream.filter(new Predicate<Author>() {
            @Override
            public boolean test(Author author) {
                return author.getAge()>17;
            }
        }.and(new Predicate<Author>() {
            @Override
            public boolean test(Author author) {
                return author.getName().length()>1;
            }
        })).forEach(author -> System.out.println(author));
    }
}

方法引用

我们在使用lambda时，如果方法体中只有一个方法的调用的话（包括构造方法）,我们可以用方法引用进一步简化代码。

推荐用法

我们在使用lambda时不需要考虑什么时候用方法引用，用哪种方法引用，方法引用的格式是什么。我们只需要在写完lambda方法发现方法体只有一行代码，并且是方法的调用时使用快捷键尝试是否能够转换成方法引用即可。

当我们方法引用使用的多了慢慢的也可以直接写出方法引用。

基本格式

类名或者对象名::方法名

语法详解(了解)

引用类的静态方法

• 其实就是引用类的静态方法

• 格式

  • 代码类名::方法名

• 使用前提

  • 如果我们在重写方法的时候，方法体中只有一行代码，并且这行代码是调用了某个类的静态方法，并且我们把要重写的抽象方法中所有的参数都按照顺序传入了这个静态方法中，这个时候我们就可以引用类的静态方法。

List<Author> authors = getAuthors();
Stream<Author> authorStream = authors.stream();
authorStream.map(author -> author.getAge())
         .map(age->String.valueOf(age));

注意，如果我们所重写的方法是没有参数的，调用的方法也是没有参数的也相当于符合以上规则。

优化后如下：

List<Author> authors = getAuthors();
Stream<Author> authorStream = authors.stream();
authorStream.map(author -> author.getAge())
         .map(String::valueOf);

引用对象的实例方法

• 格式

  • 对象名::方法名

• 使用前提

  • 如果我们在重写方法的时候，方法体中只有一行代码，并且这行代码是调用了某个对象的成员方法，并且我们把要重写的抽象方法中所有的参数都按照顺序传入了这个成员方法中，这个时候我们就可以引用对象的实例方法

List<Author> authors = getAuthors();
Stream<Author> authorStream = authors.stream();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
authorStream.map(author -> author.getName())
        .forEach(name->sb.append(name));

优化后：

List<Author> authors = getAuthors();
        Stream<Author> stream = authors.stream();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        stream.map(author -> author.getName())
                .forEach(stringBuilder::append);
        System.out.println(stringBuilder);

引用类的实例方法

• 格式

  • 代码类名::方法名

• 使用前提

  • 如果我们在重写方法的时候，方法体中只有一行代码，并且这行代码是调用了第一个参数的成员方法，并且我们把要重写的抽象方法中剩余的所有的参数都按照顺序传入了这个成员方法中，这个时候我们就可以引用类的实例方法。

interface UseString{
    
    
   String use(String str,int start,int length);
}

public static String subAuthorName(String str, UseString useString){
    
    
     int start = 0;
     int length = 1;
     return useString.use(str,start,length);
 }
public static void main(String[] args) {
    
    
	subAuthorName("三更草堂", new UseString() {
    
    
         @Override
         public String use(String str, int start, int length) {
    
    
            return str.substring(start,length);
         }
    });

}

优化后如下：

public static void main(String[] args) {
    
    
   subAuthorName("三更草堂", String::substring);
 }

构造器引用

• 如果方法体中的一行代码是构造器的话就可以使用构造器引用。

• 格式

  • 类名::new

• 使用前提

  • 如果我们在重写方法的时候，方法体中只有一行代码，并且这行代码是调用了某个类的构造方法，并且我们把要重写的抽象方法中的所有的参数都按照顺序传入了这个构造方法中，这个时候我们就可以引用构造器。

例如：

List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .map(author -> author.getName())
                .map(name->new StringBuilder(name))
                .map(sb->sb.append("-三更").toString())
                .forEach(str-> System.out.println(str));

优化后：

List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .map(author -> author.getName())
                .map(StringBuilder::new)
                .map(sb->sb.append("-三更").toString())
                .forEach(str-> System.out.println(str));

高级用法

基本数据类型优化

我们之前用到的很多Stream的方法由于都使用了泛型。所以涉及到的参数和返回值都是引用数据类型。

即使我们操作的是整数小数，但是实际用的都是他们的包装类。JDK5中引入的自动装箱和自动拆箱让我们在使用对应的包装类时就好像使用基本数据类型一样方便。但是你一定要知道装箱和拆箱肯定是要消耗时间的。虽然这个时间消耗很下。但是在大量的数据不断的重复装箱拆箱的时候，你就不能无视这个时间损耗了。

所以为了让我们能够对这部分的时间消耗进行优化。Stream还提供了很多专门针对基本数据类型的方法。

例如：mapToInt,mapToLong,mapToDouble,flatMapToInt,flatMapToDouble等。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .map(author -> author.getAge())
                .map(age -> age+10)
                .filter(age-> age>18)
                .map(age-> age+2)
                .forEach(System.out::println);
        authors.stream()
                .mapToInt(author -> author.getAge())
                .map(age -> age+10)
                .filter(age-> age>18)
                .map(age-> age+2)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

并行流

当流中有大量元素时，我们可以使用并行流去提高操作的效率。其实并行流就是把任务分配给多个线程去完全。如果我们自己去用代码实现的话其实会非常的复杂，并且要求你对并发编程有足够的理解和认识。而如果我们使用Stream的话，我们只需要修改一个方法的调用就可以使用并行流来帮我们实现，从而提高效率。

parallel方法可以把串行流转换成并行流。

public class StreamTest1 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        Integer sum = stream.parallel()
                .peek(new Consumer<Integer>() {
    
    
                    @Override
                    public void accept(Integer num) {
    
    
                        System.out.println(num + Thread.currentThread().getName());
                    }
                })
                .filter(num -> num > 5)
                .reduce(((result, element) -> result + element))
                .get();
        System.out.println(sum);
    }

3ForkJoinPool.commonPool-worker-9
5ForkJoinPool.commonPool-worker-11
6ForkJoinPool.commonPool-worker-9
4ForkJoinPool.commonPool-worker-6
1ForkJoinPool.commonPool-worker-4
2ForkJoinPool.commonPool-worker-2
7main
8ForkJoinPool.commonPool-worker-9
10ForkJoinPool.commonPool-worker-11
9ForkJoinPool.commonPool-worker-13
40

也可以通过parallelStream直接获取并行流对象。

   List<Author> authors = getAuthors();
        authors.parallelStream()
                .map(author -> author.getAge())
                .map(age -> age + 10)
                .filter(age->age>18)
                .map(age->age+2)
                .forEach(System.out::println);