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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

admin 11月 14, 2020 0

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

1
 
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
    只保留方法参数和方法体
    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
1
 
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
1
 
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

与匿名类
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

1
 
filter(heros, h->h.hp>100 && h.damage<50);

在Lambda表达式中调用这个静态方法：

1
 
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和管道的概念
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 

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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

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