一、Java8概述
Java8 (又称 JKD1.8) 是 Java 语言开发的一个主要版本。
Oracle公司于2014年3月18日发布Java8 。
- 支持Lambda表达式
- 函数式接口
- 新的Stream API
- 新的日期 API
- 其他特性
二、Lambda表达式
2.1 概念
Lambda表达式是特殊的匿名内部类,语法更简洁。
Lambda表达式允许把函数作为一个方法的参数(函数作为方法参数传递),将代码像数据一样传递。
2.2 语法
<函数式接口> <变量名> = (参数1,参数2…) -> {]()
//方法体[};
2.3 基本使用
演示案例:
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
//匿名内部类
Runnable runnable=new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("子线程执行了.........");
}
};
//Lambda表达式
Runnable runnable2=()->System.out.println("子线程执行了2.........");
new Thread(runnable2).start();
new Thread(()->System.out.println("子线程执行了3.........")).start();
/
//匿名内部类
Comparator<String> com=new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String o1, String o2) {
// TODO Auto-generated method stub
return o1.length()-o2.length();
}
};
//Lambda表达式
Comparator<String> com2=(String o1, String o2)-> {
// TODO Auto-generated method stub
return o1.length()-o2.length();
};
Comparator<String> com3=(o1,o2)->o1.length()-o2.length();
TreeSet<String> treeSet=new TreeSet<>(com3);
}
}
Lambda引入了新的操作符:->(箭头操作符),->将表达式分成两部分:
- 左侧:(参数1,参数2…)表示参数列表
- 右侧:{ }内部是方法体
-
形参列表的数据类型会自动推断。
-
如果形参列表为空,只需保留() 。
-
如果形参只有1个,()可以省略,只需要参数的名称即可。
-
如果执行语句只有一句,且无返回值,{}可以省略,若有返回值,则若想省去{},则必须同时省略return,且执行语句也保证只有一句。
-
Lambda不会生成一个单独的内部类文件。
2.4 课堂案例
Usb接口:
@FunctionalInterface
public interface Usb {
void service();
}
TestUsb类:
public class TestUsb {
public static void main(String[] args) {
//匿名内部类
Usb mouse=new Usb() {
@Override
public void service() {
System.out.println("鼠标开始工作了..........");
}
};
Usb fan=()->System.out.println("风扇开始工作了..........");
run(mouse);
run(fan);
}
public static void run(Usb usb) {
usb.service();
}
}
三、函数式接口【
重点
】
重点
3.1 概念
- 如果一个接口只有一个抽象方法,则该接口称之为函数式接口。
- 函数式接口可以使用Lambda表达式,Lambda表达式会被匹配到这个抽象方法上 。
- @FunctionalInterface 注解检测接口是否符合函数式接口规范。与 @Override 注解的作用类似
- 一旦使用该注解来定义接口,编译器将会强制检查该接口是否确实有且仅有一个抽象方法,否则将会报错。需要注意的是,即使不使用该注解,只要满足函数式接口的定义,这仍然是一个函数式接口,使用起来都一样。
JDK提供了大量常用的函数式接口以丰富Lambda的典型使用场景,它们主要在 java.util.function 包中被提供。
下面是最简单的几个接口及使用示例。
3.2 常见函数式接口
接口 | 参数类型 | 返回类型 | 说明 |
---|---|---|---|
Consumer< T > 消费型接口 | T | void | void accept(T t);对类型为T的对象应用操作 |
Supplier< T > 供给型接口 | 无 | T | T get(); 返回类型为T的对象 |
Function< T,R > 函数型接口 | T | R | R apply(T t);对类型为T的对象应用操作,并返回类型为R类型的对象。 |
Predicate< T > 断言型接口 | T | boolean | boolean test(T t);确定类型为T的对象是否满足条件,并返回boolean类型。 |
案例演示:
public class TestFun {
public static void main(String[] args) {
//Lambda表达式
Consumer<Double> consumer= t->System.out.println("聚餐消费:"+t);
happy(t->System.out.println("聚餐消费:"+t), 1000);
happy(t->System.out.println("唱歌消费:"+t), 2000);
int[] arr=getNums(()->new Random().nextInt(100), 5);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
int[] arr2=getNums(()->new Random().nextInt(1000), 10);
System.out.println(Arrays.toString(arr2));
String result=handlerString(s->s.toUpperCase(), "hello");
System.out.println(result);
String result2=handlerString(s->s.trim(), " zhangsan ");
System.out.println(result2);
List<String> list=new ArrayList<>();
list.add("zhangsan");
list.add("zhangwuji");
list.add("lisi");
list.add("wangwu");
list.add("zhaoliu");
List<String> result=filterNames(s->s.startsWith("zhang"), list);
System.out.println(result.toString());
List<String> result2=filterNames(s->s.length()>5, list);
System.out.println(result2);
}
//Consumer 消费型接口
public static void happy(Consumer<Double> consumer,double money) {
consumer.accept(money);
}
//Supplier 供给型接口
public static int[] getNums(Supplier<Integer> supplier,int count) {
int[] arr=new int[count];
for(int i=0;i<count;i++) {
arr[i]=supplier.get();
}
return arr;
}
//Function函数型接口
public static String handlerString(Function<String, String> function,String str) {
return function.apply(str);
}
//Predicate 断言型接口
public static List<String> filterNames(Predicate<String> predicate,List<String> list){
List<String> resultList=new ArrayList<String>();
for (String string : list) {
if(predicate.test(string)) {
resultList.add(string);
}
}
return resultList;
}
}
四、方法引用
4.1 概念
4.1.1冗余的Lambda场景
来看一个简单的函数式接口以应用Lambda表达式:
@FunctionalInterface
public interface Printable {
void print(String str);
}
在 Printable 接口当中唯一的抽象方法 print 接收一个字符串参数,目的就是为了打印显示它。那么通过Lambda来使用它的代码很简单:
public class PrintSimpleDemo {
private static void printString(Printable data) {
data.print("Hello, World!");
}
public static void main(String[] args) {
printString(s ‐> System.out.println(s));
}
}
其中 printString 方法只管调用 Printable 接口的 print 方法,而并不管 print 方法的具体实现逻辑会将字符串
打印到什么地方去。而 main 方法通过Lambda表达式指定了函数式接口 Printable 的具体操作方案为:拿到
String(类型可推导,所以可省略)数据后,在控制台中输出它。
4.1.2问题分析
这段代码的问题在于,对字符串进行控制台打印输出的操作方案,明明已经有了现成的实现,那就是 System.out对象中的 println(String) 方法。既然Lambda希望做的事情就是调用 println(String) 方法,那何必自己手动调用呢?
4.1.3 用方法引用改进代码
能否省去Lambda的语法格式(尽管它已经相当简洁)呢?只要“引用”过去就好了:
public class PrintRefDemo {
private static void printString(Printable data) {
data.print("Hello, World!");
}
public static void main(String[] args) {
/*
Lambda表达式写法: s -> System.out.println(s);
方法引用写法: System.out::println
第一种语义是指:拿到参数之后经Lambda之手,继而传递给 System.out.println 方法去处理。
第二种等效写法的语义是指:直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda。两种写法的执行效果完全一样,而第二种方法引用的写法复用了已有方案,更加简洁。
*/
printString(System.out::println);
}
}
请注意其中的双冒号 :: 写法,这被称为“方法引用”,而双冒号是一种新的语法。
- 方法引用是Lambda表达式的一种简写形式。
- 如果Lambda表达式方法体中只是调用一个特定的已经存在的方法,则可以使用方法引用。
- 双冒号 :: 为引用运算符,而它所在的表达式被称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中,那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。
常见形式:
- 对象::实例方法
- 类::静态方法
- 类::new
4.2 基本使用
Employee类:
public class Employee {
private String name;
private double money;
public Employee() {
// TODO Auto-generated constructor stub
}
public Employee(String name, double money) {
super();
this.name = name;
this.money = money;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getMoney() {
return money;
}
public void setMoney(double money) {
this.money = money;
}
@Override
public String toString() {
return "Employee [name=" + name + ", money=" + money + "]";
}
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Employee employee = (Employee) o;
return Double.compare(employee.money, money) == 0 &&
Objects.equals(name, employee.name);
}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(name, money);
}
}
TestEmployee类:
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
//1 对象::实例方法
Consumer<String> consumer=s->System.out.println(s);
consumer.accept("hello");
Consumer<String> consumer2=System.out::println;
consumer.accept("world");
//2类::静态方法
Comparator<Integer> com=(o1,o2)->Integer.compare(o1, o2);
Comparator<Integer> com2=Integer::compare;
//3类::new
Supplier<Employee> supplier=()->new Employee();
Supplier<Employee> supplier2=Employee::new;
Employee employee=supplier.get();
System.out.println(employee.toString());
}
}
五、什么是Stream【
重点
】
重点
5.1 引言
5.1.1 传统集合的多步遍历代码
几乎所有的集合(如 Collection 接口或 Map 接口等)都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,除了必需的添加、删除、获取外,最典型的就是集合遍历。例如:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ForEachDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张无忌");
list.add("周芷若");
list.add("赵敏");
list.add("张强");
list.add("张三丰");
for (String name : list) {
System.out.println(name);
}
}
}
5.1.2 循环遍历的弊端
Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么(What),而不是怎么做(How),这点此前已经结合内部类进行
了对比说明。现在,我们仔细体会一下上例代码,可以发现:
for循环的语法就是“怎么做”
for循环的循环体才是“做什么”
为什么使用循环?因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗?遍历是指每一个元素逐一进行处理,而并不是从
第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的,后者是方式。
试想一下,如果希望对集合中的元素进行筛选过滤:
- 将集合A根据条件一过滤为子集B;
- 然后再根据条件二过滤为子集C。
那怎么办?在Java 8之前的做法可能为:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class NormalFilterDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张无忌");
list.add("周芷若");
list.add("赵敏");
list.add("张强");
list.add("张三丰");
List<String> zhangList = new ArrayList<>();
for (String name : list) {
if (name.startsWith("张")) {
zhangList.add(name);
}
}
List<String> shortList = new ArrayList<>();
for (String name : zhangList) {
if (name.length() == 3) {
shortList.add(name);
}
}
for (String name : shortList) {
System.out.println(name);
}
}
}
这段代码中含有三个循环,每一个作用不同:
- 首先筛选所有姓张的人;
- 然后筛选名字有三个字的人;
- 最后进行对结果进行打印输出。
每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么?不是。循环是做事情的方式,而不是目的。另一方面,使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历,只能再使用另一个循环从头开始。
那,Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢?
5.1.3 Stream的更优写法
下面来看一下借助Java 8的Stream API,什么才叫优雅:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class StreamFilterDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张无忌");
list.add("周芷若");
list.add("赵敏");
list.add("张强");
list.add("张三丰");
list.stream()
.filter(s ‐> s.startsWith("张"))
.filter(s ‐> s.length() == 3)
.forEach(System.out::println);
}
}
直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义:获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历,我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。
5.1 概念
流(Stream)与集合类似,但集合中保存的是数据,而Stream中保存对集合或数组数据的操作。
Stream |
---|
5.2 Stream特点
- Stream 自己不会存储元素。
- Stream 不会改变源对象。相反,他们会返回一个持有结果的新Stream。
- Stream 操作是延迟执行的,会等到需要结果的时候才执行。
5.3 Stream使用步骤
创建:
- 新建一个流。
中间操作:
- 在一个或多个步骤中,将初始Stream转化到另一个Stream的中间操作。
终止操作:
- 使用一个终止操作来产生一个结果。该操作会强制之前的延迟操作立即执行,在此之后,该Stream就不能使用了。
5.4 创建Stream
- 通过Collection对象的stream()或parallelStream()方法。
- 通过Arrays类的stream()方法。
- 通过Stream接口的of()、iterate()、generate()方法。
- 通过IntStream、LongStream、DoubleStream接口中的of、range、rangeClosed方法。
案例演示:
public class Demo5 {
public static void main(String[] args) {
//(1)Collection对象中的stream()和parallelStream()方法
ArrayList<String> arrayList=new ArrayList<>();
arrayList.add("apple");
arrayList.add("huawei");
arrayList.add("xiaomi");
Stream<String> stream = arrayList.parallelStream();
//遍历
// stream.forEach(s->System.out.println(s));
stream.forEach(System.out::println);
//(2)Arrays工具类的stream方法
String[] arr= {"aaa","bbb","ccc"};
Stream<String> stream2=Arrays.stream(arr);
stream2.forEach(System.out::println);
//(3)Stream接口中的of iterate 、generate 方法
Stream<Integer> stream3 = Stream.of(10,20,30,40,50);
stream3.forEach(System.out::println);
//迭代流
System.out.println("-----迭代流------");
Stream<Integer> iterate = Stream.iterate(0, x->x+2);
iterate.limit(5).forEach(System.out::println);
System.out.println("--------生成流----------");
//生成流
Stream<Integer> generate = Stream.generate(()->new Random().nextInt(100));
generate.limit(10).forEach(System.out::println);
//(4)IntStream,LongStream,DoubleStream 的of 、range、rangeClosed
IntStream stream4 = IntStream.of(100,200,300);
stream4.forEach(System.out::println);
IntStream range = IntStream.rangeClosed(0, 50);
range.forEach(System.out::println);
}
}
5.5 中间操作
常见中间操作:
- filter、limit、skip、distinct、sorted
- map
- parallel
5.5.1 过滤:filter
可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名:
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
该接口接收一个 Predicate 函数式接口参数(可以是一个Lambda或方法引用)作为筛选条件。
此前我们已经学习过 java.util.stream.Predicate 函数式接口,其中唯一的抽象方法为:
boolean test(T t);
该方法将会产生一个boolean值结果,代表指定的条件是否满足。如果结果为true,那么Stream流的 filter 方法
将会留用元素;如果结果为false,那么 filter 方法将会舍弃元素。
5.5.2 映射:map
如果需要将流中的元素映射到另一个流中,可以使用 map 方法。方法签名:
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
该接口需要一个 Function 函数式接口参数,可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。
此前我们已经学习过 java.util.stream.Function 函数式接口,其中唯一的抽象方法为:
R apply(T t);
这可以将一种T类型转换成为R类型,而这种转换的动作,就称为“映射”。
5.5.3 跳过前几个:skip
如果希望跳过前几个元素,可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流:
Stream<T> skip(long n);
如果流的当前长度大于n,则跳过前n个;否则将会得到一个长度为0的空流。
5.5.4 取用前几个:limit
limit 方法可以对流进行截取,只取用前n个。方法签名:
Stream<T> limit(long maxSize);
参数是一个long型,如果集合当前长度大于参数则进行截取;否则不进行操作。
案例演示:
public class Demo6 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Employee> list=new ArrayList<>();
list.add(new Employee("小王", 15000));
list.add(new Employee("小张", 12000));
list.add(new Employee("小李", 18000));
list.add(new Employee("小孙", 20000));
list.add(new Employee("小刘", 25000));
//list.add(new Employee("小刘", 25000));
//中间操作1
//filter过滤、limit 限制、skip 跳过、distinct 去掉重复、sorted排序
//(1) filter过滤
System.out.println("------filter-------");
list.stream()
.filter(e->e.getMoney()>15000)
.forEach(System.out::println);
//(2) limit限制
System.out.println("----limit------");
list.stream()
.limit(2)
.forEach(System.out::println);
//(3) skip跳过
System.out.println("-----skip------");
list.stream()
.skip(2)
.forEach(System.out::println);
System.out.println("------distinct--------");
//(4) distinct去重复
list.stream()
.distinct()
.forEach(System.out::println);
System.out.println("---------sorted---------");
//(5) sorted排序
list.stream()
.sorted((e1,e2)->Double.compare(e1.getMoney(), e2.getMoney()))
.forEach(System.out::println);
//中间操作2 map
System.out.println("---------map--------");
list.stream()
.map(e->e.getName())
.forEach(System.out::println);
//中间操作3 parallel 采用多线程 效率高
System.out.println("---------map--------");
list.parallelStream()
.forEach(System.out::println);
}
}
串行流和并行流:
- 串行流使用单线程。
- 并行流使用多线程,效率更高。
public class Demo7 {
public static void main(String[] args) {
//串行流和并行流的区别
ArrayList<String> list=new ArrayList<>();
for(int i=0;i<5000000;i++) {
list.add(UUID.randomUUID().toString());
}
//串行:10秒 并行:7秒
long start=System.currentTimeMillis();
long count=list.Stream().sorted().count();
//long count=list.parallelStream().sorted().count();
System.out.println(count);
long end=System.currentTimeMillis();
System.out.println("用时:"+(end-start));
}
}
5.6 终止操作
常见终止操作:
- forEach、min、max、count
- reduce、collect
5.6.1 逐一处理:forEach
虽然方法名字叫 forEach ,但是与for循环中的“for-each”昵称不同。
void forEach(Consumer<? super T> action);
该方法接收一个 Consumer 接口函数,会将每一个流元素交给该函数进行处理。
java.util.function.Consumer接口是一个消费型接口。
Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t),意为消费一个指定泛型的数据。
5.6.2 统计个数:count
正如旧集合 Collection 当中的 size 方法一样,流提供 count 方法来数一数其中的元素个数:
long count();
该方法返回一个long值代表元素个数(不再像旧集合那样是int值)。
案例演示:
public class Demo8 {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Employee> list = new ArrayList<>();
list.add(new Employee("小王", 15000));
list.add(new Employee("小张", 12000));
list.add(new Employee("小李", 18000));
list.add(new Employee("小孙", 20000));
list.add(new Employee("小刘", 25000));
//1 终止操作 foreach
list.stream()
.filter(e->{
System.out.println("过滤了....");
return e.getMoney()>15000;
})
.forEach(System.out::println);
//2 终止操作 min max count
System.out.println("-----min-----");
Optional<Employee> min = list.stream()
.min((e1,e2)->Double.compare(e1.getMoney(), e2.getMoney()));
System.out.println(min.get());
System.out.println("-----max-----");
Optional<Employee> max = list.stream()
.max((e1,e2)->Double.compare(e1.getMoney(), e2.getMoney()));
System.out.println(max.get());
long count = list.stream().count();
System.out.println("员工个数:"+count);
//3 终止操作 reduce 规约
//计算所有员工的工资和
System.out.println("--------reduce---------");
Optional<Double> sum = list.stream()
.map(e->e.getMoney())
.reduce((x,y)->x+y);
System.out.println(sum.get());
//4 终止方法 collect收集
//获取所有的员工姓名,封装成一个list集合
System.out.println("------collect------");
List<String> names = list.stream()
.map(e->e.getName())
.collect(Collectors.toList());
for (String string : names) {
System.out.println(string);
}
}
}
六、新时间API
6.1 概述
本地化日期时间 API:
- LocalDate
- LocalTime
- LocalDateTime
Instant:时间戳。
ZoneId:时区。
Date、Instant、LocalDateTime的转换。
DateTimeFormatter:格式化类。
6.2 LocalDateTime类
表示本地日期时间,没有时区信息
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
//1创建本地时间
LocalDateTime localDateTime=LocalDateTime.now();
//LocalDateTime localDateTime2=LocalDateTime.of(year, month, dayOfMonth, hour, minute)
System.out.println(localDateTime);
System.out.println(localDateTime.getYear());
System.out.println(localDateTime.getMonthValue());
System.out.println(localDateTime.getDayOfMonth());
//2添加两天
LocalDateTime localDateTime2 = localDateTime.plusDays(2);
System.out.println(localDateTime2);
//3减少一个月
LocalDateTime localDateTime3 = localDateTime.minusMonths(1);
System.out.println(localDateTime3);
}
}
6.3 Instant、ZoneId类
Instant表示瞬间;和前面Date类似。
ZoneId表示时区信息。
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) {
//1 创建Instant:时间戳
Instant instant=Instant.now();
System.out.println(instant.toString());
System.out.println(instant.toEpochMilli());
System.out.println(System.currentTimeMillis());
//2 添加减少时间
Instant instant2 = instant.plusSeconds(10);
System.out.println(Duration.between(instant, instant2).toMillis());
//3ZoneId
Set<String> availableZoneIds = ZoneId.getAvailableZoneIds();
for (String string : availableZoneIds) {
System.out.println(string);
}
System.out.println(ZoneId.systemDefault().toString());
//1 Date --->Instant--->LocalDateTime
System.out.println("-------------Date --->Instant---->LocalDateTime-----------");
Date date=new Date();
Instant instant3 = date.toInstant();
System.out.println(instant3);
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.ofInstant(instant3, ZoneId.systemDefault());
System.out.println(localDateTime);
//2 LocalDateTime --->Instant--->Date
System.out.println("-------------LocalDateTime --->Instant---->Date-----------");
Instant instant4 = localDateTime.atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant();
System.out.println(instant4);
Date from = Date.from(instant4);
System.out.println(from);
}
}
6.4 DateTimeFormatter类
DateTimeFormatter是时间格式化类。
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) {
//创建DateTimeFormatter
DateTimeFormatter dtf=DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");
//1 把时间格式化成字符串
String format = dtf.format(LocalDateTime.now());
System.out.println(format);
//2 把字符串解析成时间
LocalDateTime localDateTime = LocalDateTime.parse("2020/03/10 10:20:35", dtf);
System.out.println(localDateTime);
}
}