Java企业教程系列
Java8教程
在本教程中主要讲解Java 8新的函数式编程功能,熟悉这些新的 API:streams, 函数接口, map扩展和新的日期API。
接口的缺省方法
Java 8让我们能够增加非抽象方法实现到一个接口中, 使用default,这个特点就是 Extension Methods.
interface Formula {
double calculate(int a);
default double sqrt(int a) {
return Math.sqrt(a);
}
}
接口 Formula 定义了一个默认方法sqrt. 该接口实现类只要完成接口中抽象方法calculate即可,而sqrt方法可以被外部使用。
ormula formula = new Formula() {
@Override
public double calculate(int a) {
return sqrt(a * 100);
}
};
formula.calculate(100); // 100.0
formula.sqrt(16); // 4.0
代码中formula 实现类是一个匿名类,在Java 8中有很多好的方法实现这种单个方法的匿名类。
Lambda表达式
先看看传统Java的代码例子:
List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String a, String b) {
return b.compareTo(a);
}
});
静态方法Collections.sort接受一个集合List和一个比较器comparator,后者是为了对集合中元素排序,一般我们都是创建一个匿名的比较器对象传递集合中。
Java 8使用Lambda表达式替代这种匿名类。
Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
return b.compareTo(a);
});
代码相对简短,还可以再短小些:
Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
对于只有一个方法,你可以忽略{} 和 return语法,当然还可以再简短:
Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));
Java编译器会照顾你忽略了a和b的类型String。这称为语言的类型判断。
函数接口
Lambda表达式是一种函数语法,与Java的类型语言是两种不同性质的语法,如同南北两个不同方向,那么Java 8的Lambda表达式如何配合Java天生的类型系统呢?每个Lambda都对应一个给定的类型,主要是一个接口类型,也称为函数接口,只能包含一个抽象方法,每个类型的Lambda表达式与这个抽象方法匹配,因为默认default方法不是抽象方法,你可以在接口中自由增加自定义的default默认方法。
我们可以使用很多接口作为lambda表达式,只要这个接口只包含一个抽象方法,为了确保你的接口符合需要,你应当加入元注解 @FunctionalInterface. 编译器将会注意到这个元注解,如果你试图增加第二个抽象方法到接口中,它会抛出编译错误。
@FunctionalInterface
interface Converter<F, T> {
T convert(F from);
}
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted); // 123
这段代码中,我们定义了接口Converter一个抽象方法,注意虽然使用了@FunctionalInterface ,但是不使用也是可以,那么这个接口中抽象方法就可以作为Lambda表达式使用,首先,我们定义了这个接口的实现:
Converter<String, Integer> converter = (from) -> Integer.valueOf(from);
(from) -> Integer.valueOf(from)实际是抽象方法 T convert(F from)的实现具体细节,这里是将字符串转换为整数型。
然后,我们就可以直接调用这个接口:converter.convert("123")
方法和构造器的引用
上述代码如果使用静态方法引用static method references将会更加简化:
Converter<String, Integer> converter = Integer::valueOf;
Integer converted = converter.convert("123");
System.out.println(converted); // 123
Java 8 使用符号 ::让你传递方法或构造器的引用,因为 Integer.valueOf是一个静态方法,其引用方式是 Integer::valueOf,我们还能引用一个对象的普通方法:
class Something {
String startsWith(String s) {
return String.valueOf(s.charAt(0));
}
}
Something something = new Something();
Converter<String, String> converter = something::startsWith;
String converted = converter.convert("Java");
System.out.println(converted); // "J"
这里引用的是类Something的方法startsWith,我们首先要创建这个类的实例,然后使用something::startsWith,这相当于实现了接口Converter的convert方法。不必像我们传统方式,通过Something implements Converter,然后在具体实现Converter的抽象方法convert。这样摆脱了子类对接口的依赖。
符号::也可以使用在构造器方法中:
class Person {
String firstName;
String lastName;
Person() {}
Person(String firstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
}
下面是创建Person的工厂接口:
interface PersonFactory<P extends Person> {
P create(String firstName, String lastName);
}
有别于传统手工实现这个接口的方式,我们使用::将接口和实现粘合在一起。
PersonFactory<Person> personFactory = Person::new;
Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");
我们使用Person::new创建了一个指向Person构造器的引用,Java编译器将会自动挑选匹配PersonFactory.create方法签名的构造器。
Lambda作用域
从Lambda表达式访问外部变量非常类似匿名对象访问外部一样,匿名对象只能访问外部访问有final定义的变量。
访问本地变量:
final int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter = (from) -> String.valueOf(from + num);
stringConverter.convert(2);
这里(from) -> String.valueOf(from + num)表达式 访问了外部的变量num,区别于匿名类,这个变量不是必须加上final定义。下面也可以:
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter = (from) -> String.valueOf(from + num);
这就是Lambda表达式比匿名类的好处。但是这不代表你可以修改num值,这里是隐式的final,下面语法是不可以的:
int num = 1;
Converter<Integer, String> stringConverter = (from) -> String.valueOf(from + num);
num = 3;
一旦被写入了Lambda表达式的变量不能再被修改了。
访问字段和静态变量
正好和本地变量相反,我们在Lambda表达式中可以对实例的字段和静态变量进行读和写。无论这个字段或静态变量是否在lambda表达式中使用过。
class Lambda4 {
static int outerStaticNum;
int outerNum;
void testScopes() {
Converter<Integer, String> stringConverter1 = (from) -> {
outerNum = 23;
return String.valueOf(from);
};
Converter<Integer, String> stringConverter2 = (from) -> {
outerStaticNum = 72;
return String.valueOf(from);
};
}
}
访问接口的默认方法
还记得开始的formula案例吗?接口Formula定义了一个默认方法sqrt,它可以被匿名对象访问 ,但是不能被Lambda表达式访问。
默认方法不能在Lambda表达式中访问,下面代码不会编译通过:
Formula formula = (a) -> sqrt( a * 100);
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Closure Lambda和Monad
Java8的CompletableFuture
函数编程