java se学习(八)lambda表达式 方法引用 引用构造器 JAVA 集合的聚合操作

假设一个情景:
找出满足条件的Hero
本教程将从使用普通方法匿名类,以及Lambda这几种方式,逐渐的引入Lambda的概念

普通方法

使用一个普通方法,在for循环遍历中进行条件判断,筛选出满足条件的数据

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hp>100 && damage<50
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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);
System.out.println("筛选出 hp>100 && damange<50的英雄");
filter(heros);
}

private static void filter(List<Hero> heros) {
for (Hero hero : heros) {
if(hero.hp>100 && hero.damage<50)
System.out.print(hero);
}
}

}

普通方法

匿名类方式

首先准备一个接口HeroChecker,提供一个test(Hero)方法
然后通过匿名类的方式,实现这个接口

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HeroChecker checker = new HeroChecker() {
public boolean test(Hero h) {
return (h.hp>100 && h.damage<50);
}
};
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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);
System.out.println("使用匿名类的方式,筛选出 hp>100 && damange<50的英雄");
HeroChecker checker = new HeroChecker() {

public boolean test(Hero h) {
return (h.hp>100 && h.damage<50);
}
};

filter(heros,checker);
}

private static void filter(List<Hero> heros,HeroChecker checker) {
for (Hero hero : heros) {
if(checker.test(hero))
System.out.print(hero);
}
}

}
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package lambda;

import charactor.Hero;

public interface HeroChecker {
public boolean test(Hero h);
}

Lambda方式

使用Lambda方式筛选出数据

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filter(heros,(h)->h.hp>100 && h.damage<50);

同样是调用filter方法,从上一步的传递匿名类对象,变成了传递一个Lambda表达式进去

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h->h.hp>100 && h.damage<50

咋一看Lambda表达式似乎不好理解,其实很简单,下一步讲解如何从一个匿名类一点点演变成Lambda表达式

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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class TestLamdba {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);
System.out.println("使用Lamdba的方式,筛选出 hp>100 && damange<50的英雄");
filter(heros,h->h.hp>100 && h.damage<50);
}

private static void filter(List<Hero> heros,HeroChecker checker) {
for (Hero hero : heros) {
if(checker.test(hero))
System.out.print(hero);
}
}

}

Lambda方式

从匿名类演变成Lambda表达式

Lambda表达式可以看成是匿名类一点点演变过来

  1. 匿名类的正常写法
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HeroChecker c1 = new HeroChecker() {
public boolean test(Hero h) {
return (h.hp>100 && h.damage<50);
}
};
  1. 把外面的壳子去掉
    只保留方法参数方法体
    参数和方法体之间加上符号
    ->
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HeroChecker c2 = (Hero h) ->{
return h.hp>100 && h.damage<50;
};
  1. 把return和{}去掉
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HeroChecker c3 = (Hero h) ->h.hp>100 && h.damage<50;
  1. 把 参数类型和圆括号去掉(只有一个参数的时候,才可以去掉圆括号)
1
HeroChecker c4 = h ->h.hp>100 && h.damage<50;
  1. 把c4作为参数传递进去
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filter(heros,c4);
  1. 直接把表达式传递进去

filter(heros, h -> h.hp > 100 && h.damage
< 50);

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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class TestLamdba {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);
System.out.println("使用匿名类的方式,筛选出 hp>100 && damange<50的英雄");

HeroChecker c1 = new HeroChecker() {

public boolean test(Hero h) {
return (h.hp > 100 && h.damage < 50);
}
};
// 把new HeroChcekcer,方法名,方法返回类型信息去掉
// 只保留方法参数和方法体
// 参数和方法体之间加上符号 ->
HeroChecker c2 = (Hero h) -> {
return h.hp > 100 && h.damage < 50;
};

// 把return和{}去掉
HeroChecker c3 = (Hero h) -> h.hp > 100 && h.damage < 50;

// 把 参数类型和圆括号去掉
HeroChecker c4 = h -> h.hp > 100 && h.damage < 50;

// 把c4作为参数传递进去
filter(heros, c4);

// 直接把表达式传递进去
filter(heros, h -> h.hp > 100 && h.damage < 50);
}

private static void filter(List<Hero> heros, HeroChecker checker) {
for (Hero hero : heros) {
if (checker.test(hero))
System.out.print(hero);
}
}

}

匿名方法

匿名类
概念相比较,
Lambda
其实就是匿名方法,这是一种把方法作为参数进行传递的编程思想。

虽然代码是这么写

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filter(heros, h -> h.hp > 100 && h.damage < 50);

但是,Java会在背后,悄悄的,把这些都还原成匿名类方式
引入Lambda表达式,会使得代码更加紧凑,而不是各种接口和匿名类到处飞。

Lambda的弊端

Lambda表达式虽然带来了代码的简洁,但是也有其局限性。
1.
可读性差,与啰嗦的但是清晰的匿名类代码结构比较起来,Lambda表达式一旦变得比较长,就难以理解
2.
不便于调试,很难在Lambda表达式中增加调试信息,比如日志
3.
版本支持,Lambda表达式在JDK8版本中才开始支持,如果系统使用的是以前的版本,考虑系统的稳定性等原因,而不愿意升级,那么就无法使用。

Lambda比较适合用在简短的业务代码中,并不适合用在复杂的系统中,会加大维护成本。

方法引用

引用静态方法

首先为TestLambda添加一个静态方法:

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public static boolean testHero(Hero h) {
return h.hp>100 && h.damage<50;
}

Lambda表达式

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filter(heros, h->h.hp>100 && h.damage<50);

在Lambda表达式中调用这个静态方法:

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filter(heros, h -> TestLambda.testHero(h) );

调用静态方法还可以改写为:

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filter(heros, TestLambda::testHero);

这种方式就叫做引用静态方法

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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);

HeroChecker c = new HeroChecker() {
public boolean test(Hero h) {
return h.hp>100 && h.damage<50;
}
};

System.out.println("使用匿名类过滤");
filter(heros, c);
System.out.println("使用Lambda表达式");
filter(heros, h->h.hp>100 && h.damage<50);
System.out.println("在Lambda表达式中使用静态方法");
filter(heros, h -> TestLambda.testHero(h) );
System.out.println("直接引用静态方法");
filter(heros, TestLambda::testHero);
}

public static boolean testHero(Hero h) {
return h.hp>100 && h.damage<50;
}

private static void filter(List<Hero> heros, HeroChecker checker) {
for (Hero hero : heros) {
if (checker.test(hero))
System.out.print(hero);
}
}

}

引用对象方法

与引用静态方法很类似,只是传递方法的时候,需要一个对象的存在

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TestLambda testLambda = new TestLambda();

filter(heros, testLambda::testHero);

这种方式叫做引用对象方法

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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);

System.out.println("使用引用对象方法 的过滤结果:");
//使用类的对象方法
TestLambda testLambda = new TestLambda();
filter(heros, testLambda::testHero);
}

public boolean testHero(Hero h) {
return h.hp>100 && h.damage<50;
}

private static void filter(List<Hero> heros, HeroChecker checker) {
for (Hero hero : heros) {
if (checker.test(hero))
System.out.print(hero);
}
}

}

引用对象方法

引用容器中的对象的方法

首先为Hero添加一个方法

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public boolean matched(){

return this.hp>100 && this.damage<50;

}

使用Lambda表达式

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filter(heros,h-> h.hp>100 && h.damage<50 );

在Lambda表达式中调用容器中的对象Hero的方法matched

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filter(heros,h-> h.matched() );

matched恰好就是容器中的对象Hero的方法,那就可以进一步改写为

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filter(heros, Hero::matched);

这种方式就叫做引用容器中的对象的方法

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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class {
public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);

System.out.println("Lambda表达式:");
filter(heros,h-> h.hp>100 && h.damage<50 );

System.out.println("Lambda表达式中调用容器中的对象的matched方法:");
filter(heros,h-> h.matched() );

System.out.println("引用容器中对象的方法 之过滤结果:");
filter(heros, Hero::matched);
}

public boolean testHero(Hero h) {
return h.hp>100 && h.damage<50;
}

private static void filter(List<Hero> heros, HeroChecker checker) {
for (Hero hero : heros) {
if (checker.test(hero))
System.out.print(hero);
}
}

}

引用构造器

有的接口中的方法会返回一个对象,比如java.util.function.Supplier提供
了一个get方法,返回一个对象。

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public interface Supplier<T> {
T get();
}

设计一个方法,参数是这个接口

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public static List getList(Supplier<List> s){

return s.get();

}

为了调用这个方法,有3种方式
第一种匿名类:

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Supplier<List> s = new Supplier<List>() {
public List get() {
return new ArrayList();
}
};
List list1 = getList(s);

第二种:Lambda表达式

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List list2 = getList(()->new ArrayList());

第三种:引用构造器

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List list3 = getList(ArrayList::new);
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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Supplier;

public class TestLambda {
public static void main(String[] args) {
Supplier<List> s = new Supplier<List>() {
public List get() {
return new ArrayList();
}
};

//匿名类
List list1 = getList(s);

//Lambda表达式
List list2 = getList(()->new ArrayList());

//引用构造器
List list3 = getList(ArrayList::new);

}

public static List getList(Supplier<List> s){
return s.get();
}

}

JAVA
集合的聚合操作

遍历数据的传统方式就是使用for循环,然后条件判断,最后打印出满足条件的数据

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for (Hero h : heros) {
if (h.hp > 100 && h.damage < 50)
System.out.println(h.name);
}

使用聚合操作方式,画风就发生了变化:

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heros
.stream()
.filter(h -> h.hp > 100 && h.damage < 50)
.forEach(h -> System.out.println(h.name));
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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class TestAggregate {

public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}

System.out.println("初始化后的集合:");
System.out.println(heros);
System.out.println("查询条件:hp>100 && damage<50");
System.out.println("通过传统操作方式找出满足条件的数据:");

for (Hero h : heros) {
if (h.hp > 100 && h.damage < 50)
System.out.println(h.name);
}

System.out.println("通过聚合操作方式找出满足条件的数据:");
heros
.stream()
.filter(h -> h.hp > 100 && h.damage < 50)
.forEach(h -> System.out.println(h.name));

}
}

Stream和管道的概念

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heros

​ .stream()

​ .filter(h -> h.hp > 100 && h.damage < 50)

​ .forEach(h -> System.out.println(h.name));

要了解聚合操作,首先要建立Stream管道的概念
Stream
和Collection结构化的数据不一样,Stream是一系列的元素,就像是生产线上的罐头一样,一串串的出来。
管道指的是一系列的聚合操作。

管道又分3个部分
管道源:在这个例子里,源是一个List
中间操作
每个中间操作,又会返回一个Stream,比如.filter()又返回一个Stream,
中间操作是“懒”操作,并不会真正进行遍历。
结束操作:当这个操作执行后,流就被使用“光”了,无法再被操作。所以这必定是流的最后一个操作。
结束操作不会返回Stream,但是会返回int、float、String、
Collection或者像forEach,什么都不返回,
结束操作才进行真正的遍历行为,在遍历的时候,才会去进行中间操作的相关判断

注:
这个Stream和I/O章节的InputStream,OutputStream是不一样的概念。

管道源

把Collection切换成管道源很简单,调用stream()就行了。

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heros.stream()

但是数组却没有stream()方法,需要使用

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Arrays.stream(hs)

或者

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Stream.of(hs)
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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class TestAggregate {

public static void main(String[] args) {
​ Random r = new Random();
​ List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
​ heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
​ }
//管道源是集合
​ heros
​ .stream()
​ .forEach(h->System.out.println(h.name));

//管道源是数组
​ Hero hs[] = heros.toArray(new Hero[heros.size()]);
​ Arrays.stream(hs)
​ .forEach(h->System.out.println(h.name));

​ }
}

中间操作

每个中间操作,又会返回一个Stream,比如.filter()又返回一个Stream,
中间操作是“懒”操作,并不会真正进行遍历。
中间操作比较多,主要分两类
对元素进行筛选 和
转换为其他形式的流
对元素进行筛选:
filter
匹配
distinct
去除重复(根据equals判断)
sorted 自然排序
sorted(Comparator)
指定排序
limit
保留
skip
忽略
转换为其他形式的流
mapToDouble
转换为double的流
map 转换为任意类型的流

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package charactor;

public class Hero implements Comparable<Hero>{
public String name;
public float hp;

public int damage;

public Hero(){

}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public float getHp() {
return hp;
}
public void setHp(float hp) {
this.hp = hp;
}
public int getDamage() {
return damage;
}
public void setDamage(int damage) {
this.damage = damage;
}
public Hero(String name) {
this.name =name;
}
//初始化name,hp,damage的构造方法
public Hero(String name,float hp, int damage) {
this.name =name;
this.hp = hp;
this.damage = damage;
}


public int compareTo(Hero anotherHero) {
if(damage<anotherHero.damage)
return 1;
else
return -1;
}


public String toString() {
return "Hero [name=" + name + ", hp=" + hp + ", damage=" + damage + "]rn";
}

}
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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import charactor.Hero;

public class TestAggregate {

public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
//制造一个重复数据
heros.add(heros.get(0));
System.out.println("初始化集合后的数据 (最后一个数据重复):");
System.out.println(heros);
System.out.println("满足条件hp>100&&damage<50的数据");

heros
.stream()
.filter(h->h.hp>100&&h.damage<50)
.forEach(h->System.out.print(h));

System.out.println("去除重复的数据,去除标准是看equals");
heros
.stream()
.distinct()
.forEach(h->System.out.print(h));
System.out.println("按照血量排序");
heros
.stream()
.sorted((h1,h2)->h1.hp>=h2.hp?1:-1)
.forEach(h->System.out.print(h));

System.out.println("保留3个");
heros
.stream()
.limit(3)
.forEach(h->System.out.print(h));

System.out.println("忽略前3个");
heros
.stream()
.skip(3)
.forEach(h->System.out.print(h));

System.out.println("转换为double的Stream");
heros
.stream()
.mapToDouble(Hero::getHp)
.forEach(h->System.out.println(h));

System.out.println("转换任意类型的Stream");
heros
.stream()
.map((h)-> h.name + " - " + h.hp + " - " + h.damage)
.forEach(h->System.out.println(h));

}
}

中间操作

结束操作

当进行结束操作后,流就被使用“光”了,无法再被操作。所以这必定是流的最后一个操作。
结束操作不会返回Stream,但是会返回int、float、String、
Collection或者像forEach,什么都不返回,。
结束操作才真正进行遍历行为,前面的中间操作也在这个时候,才真正的执行。
常见结束操作如下:
forEach()
遍历每个元素
toArray()
转换为数组
min(Comparator)
取最小的元素
max(Comparator)

取最大的元素
count()
总数
findFirst() 第一个元素

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
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33
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35
36
37
38
39
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package lambda;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;

import org.omg.Messaging.SYNC_WITH_TRANSPORT;

import charactor.Hero;

public class TestAggregate {

public static void main(String[] args) {
Random r = new Random();
List<Hero> heros = new ArrayList<Hero>();
for (int i = 0; i < 5; i++) {
heros.add(new Hero("hero " + i, r.nextInt(1000), r.nextInt(100)));
}
System.out.println("遍历集合中的每个数据");
heros
.stream()
.forEach(h->System.out.print(h));
System.out.println("返回一个数组");
Object[] hs= heros
.stream()
.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(hs));
System.out.println("返回伤害最低的那个英雄");
Hero minDamageHero =
heros
.stream()
.min((h1,h2)->h1.damage-h2.damage)
.get();
System.out.print(minDamageHero);
System.out.println("返回伤害最高的那个英雄");

Hero mxnDamageHero =
heros
.stream()
.max((h1,h2)->h1.damage-h2.damage)
.get();
System.out.print(mxnDamageHero);

System.out.println("流中数据的总数");
long count = heros
.stream()
.count();
System.out.println(count);

System.out.println("第一个英雄");
Hero firstHero =
heros
.stream()
.findFirst()
.get();

System.out.println(firstHero);

}
}

结束操作