java8新特性

2020-11-09   48 次阅读


一、Lambda 表达式

也可称为闭包,Lambda 允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递到方法中)。使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。

1.1 特征

  1. 可选类型声明:不需要声明参数类型,编译器可以统一识别参数值。
  2. 可选的参数圆括号:一个参数无需定义圆括号,但多个参数需要定义圆括号。
  3. 可选的大括号:如果主体包含了一个语句,就不需要使用大括号。
  4. 可选的返回关键字:如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值,大括号需要指定明表达式返回了一个数值。

1.2 实例

// 1. 不需要参数,返回值为 5  
() -> 5  
  
// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值  
x -> 2 * x  
  
// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值  
(x, y) -> x – y  
  
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和  
(int x, int y) -> x + y  
  
// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)  
(String s) -> System.out.print(s)
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester tester = new Java8Tester();
        
      // 类型声明
      MathOperation addition = (int a, int b) -> a + b;
        
      // 不用类型声明
      MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b;
        
      // 大括号中的返回语句
      MathOperation multiplication = (int a, int b) -> { return a * b; };
        
      // 没有大括号及返回语句
      MathOperation division = (int a, int b) -> a / b;
        
      System.out.println("10 + 5 = " + tester.operate(10, 5, addition));
      System.out.println("10 - 5 = " + tester.operate(10, 5, subtraction));
      System.out.println("10 x 5 = " + tester.operate(10, 5, multiplication));
      System.out.println("10 / 5 = " + tester.operate(10, 5, division));
        
      // 不用括号
      GreetingService greetService1 = message ->
      System.out.println("Hello " + message);
        
      // 用括号
      GreetingService greetService2 = (message) ->
      System.out.println("Hello " + message);
        
      greetService1.sayMessage("Runoob");
      greetService2.sayMessage("Google");
   }
    
   interface MathOperation {
      int operation(int a, int b);
   }
    
   interface GreetingService {
      void sayMessage(String message);
   }
    
   private int operate(int a, int b, MathOperation mathOperation){
      return mathOperation.operation(a, b);
   }
}

1.3 注意

  1. Lambda 表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口,例如一个简单方法接口。
  2. Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦,并且给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。

1.4 变量作用域

lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量,这就是说不能在 lambda 内部修改定义在域外的局部变量,否则会编译错误。

public class Java8Tester {
 
   final static String salutation = "Hello! ";
   
   public static void main(String args[]){
      GreetingService greetService1 = message -> 
      System.out.println(salutation + message);
      greetService1.sayMessage("Runoob");
   }
    
   interface GreetingService {
      void sayMessage(String message);
   }
}

lambda 表达式的局部变量可以不用声明为 final,但是必须不可被后面的代码修改(即隐性的具有 final 的语义)

int num = 1;  
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2);
num = 5;  
//报错信息:Local variable num defined in an enclosing scope must be final or effectively 
 final

在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。

String first = "";  
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());  //编译会出错 

二、方法引用

方法引用提供了非常有用的语法,可以直接引用已有Java类或对象(实例)的方法或构造器。

2.1 语法

方法引用使用一对冒号 ::

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}
 
class Car {
    //Supplier是jdk1.8的接口,这里和lamda一起使用了
    public static Car create(final Supplier<Car> supplier) {
        return supplier.get();
    }
 
    public static void collide(final Car car) {
        System.out.println("Collided " + car.toString());
    }
 
    public void follow(final Car another) {
        System.out.println("Following the " + another.toString());
    }
 
    public void repair() {
        System.out.println("Repaired " + this.toString());
    }
}
//构造器引用:它的语法是Class::new,或者更一般的Class< T >::new实例如下:
final Car car = Car.create( Car::new );
final List< Car > cars = Arrays.asList( car );

//静态方法引用:它的语法是Class::static_method,实例如下:
cars.forEach( Car::collide );

//特定类的任意对象的方法引用:它的语法是Class::method实例如下:
cars.forEach( Car::repair );

//特定对象的方法引用:它的语法是instance::method实例如下:
final Car police = Car.create( Car::new );
cars.forEach( police::follow );

####2.2 实例

import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      List<String> names = new ArrayList();
        
      names.add("Google");
      names.add("Runoob");
      names.add("Taobao");
      names.add("Baidu");
      names.add("Sina");
        
      names.forEach(System.out::println);
   }
}

三、函数式接口

函数式接口(Functional Interface)就是一个有且仅有一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法的接口。
image.png

3.1 用法

函数式接口可以被隐式转换为 lambda 表达式。
如定义了一个函数式接口如下:

@FunctionalInterface
interface GreetingService 
{
    void sayMessage(String message);
}

那么就可以使用Lambda表达式来表示该接口的一个实现(注:JAVA 8 之前一般是用匿名类实现的):

GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message);

3.2 实例

Predicate 接口是一个函数式接口,它接受一个输入参数 T,返回一个布尔值结果。
该接口包含多种默认方法来将Predicate组合成其他复杂的逻辑(比如:与,或,非)。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
        
      // Predicate<Integer> predicate = n -> true
      // n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
      // n 如果存在则 test 方法返回 true
        
      System.out.println("输出所有数据:");
        
      // 传递参数 n
      eval(list, n->true);
        
      // Predicate<Integer> predicate1 = n -> n%2 == 0
      // n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
      // 如果 n%2 为 0 test 方法返回 true
        
      System.out.println("输出所有偶数:");
      eval(list, n-> n%2 == 0 );
        
      // Predicate<Integer> predicate2 = n -> n > 3
      // n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
      // 如果 n 大于 3 test 方法返回 true
        
      System.out.println("输出大于 3 的所有数字:");
      eval(list, n-> n > 3 );
   }
    
   public static void eval(List<Integer> list, Predicate<Integer> predicate) {
      for(Integer n: list) {
        
         if(predicate.test(n)) {
            System.out.println(n + " ");
         }
      }
   }
}

3.3 常用接口

  1. Supplier 你要作为一个供应者,自己生产数据
  2. Consumer 你要作为一个消费者,利用已经准备数据
  3. Function 输入一个或者两个不同或者相同的值转为另一个值
  4. Predicate 输入一个或者两个不同或者相同的值总是输出boolean
  5. UnaryOperator 输入一个值转换为相同值输出
  6. BinaryOperator 输入两个相同类型的值 转为相同类型的值输出

四、默认方法

默认方法就是接口可以有实现方法,而且不需要实现类去实现其方法。

4.1 解决的痛点

  1. 之前的接口是个双刃剑,好处是面向抽象而不是面向具体编程,缺陷是,当需要修改接口时候,需要修改全部实现该接口的类
  2. java 8 之前的集合框架没有 foreach 方法,通常能想到的解决办法是在JDK里给相关的接口添加新的方法及实现。然而,对于已经发布的版本,是没法在给接口添加新方法的同时不影响已有的实现。引进默认方法是为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题。

4.2 语法

只需在方法名前面加个 default 关键字即可实现默认方法。

public interface Vehicle {
   default void print(){
      System.out.println("我是一辆车!");
   }
}

4.3 多接口冲突

一个类实现了多个接口,且这些接口有相同的默认方法

public interface Vehicle {
   default void print(){
      System.out.println("我是一辆车!");
   }
}
 
public interface FourWheeler {
   default void print(){
      System.out.println("我是一辆四轮车!");
   }
}
方法一

创建自己的默认方法,来覆盖重写接口的默认方法:

public class Car implements Vehicle, FourWheeler {
   default void print(){
      System.out.println("我是一辆四轮汽车!");
   }
}
方法二

使用 super 来调用指定接口的默认方法:

public class Car implements Vehicle, FourWheeler {
   public void print(){
      Vehicle.super.print();
   }
}

4.4 静态默认方法

Java 8 的另一个特性是接口可以声明(并且可以提供实现)静态方法。

public interface Vehicle {
   default void print(){
      System.out.println("我是一辆车!");
   }
    // 静态方法
   static void blowHorn(){
      System.out.println("按喇叭!!!");
   }
}

4.5 实例

public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Vehicle vehicle = new Car();
      vehicle.print();
   }
}
 
interface Vehicle {
   default void print(){
      System.out.println("我是一辆车!");
   }
    
   static void blowHorn(){
      System.out.println("按喇叭!!!");
   }
}
 
interface FourWheeler {
   default void print(){
      System.out.println("我是一辆四轮车!");
   }
}
 
class Car implements Vehicle, FourWheeler {
   public void print(){
      Vehicle.super.print();
      FourWheeler.super.print();
      Vehicle.blowHorn();
      System.out.println("我是一辆汽车!");
   }
}

五、Stream

5.1 概念

  1. 新添加的Stream API(java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。
  2. Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。
  3. 这种风格将要处理的元素集合看作一种流, 流在管道中传输, 并且可以在管道的节点上进行处理, 比如筛选, 排序,聚合等。
  4. 元素流在管道中经过中间操作(intermediate operation)的处理,最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的结果。
  5. Java中的Stream并不会存储元素,而是按需计算。
  6. 流的来源,可以是集合,数组,I/O channel, 产生器generator 等。

5.2 创建流

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

5.3 操作流

forEach

Stream 提供了新的方法 'forEach' 来迭代流中的每个数据。

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
map

map 方法用于映射每个元素到对应的结果,以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数:

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
filter

filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤出空字符串:

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
limit

limit 方法用于获取指定数量的流。 以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
sorted

sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

5.4 并行流

parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用 parallelStream 来输出空字符串的数量:

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

5.5 归约操作

Collectors 类实现了很多归约操作,例如将流转换成集合和聚合元素。

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");

List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
System.out.println("筛选列表: " + filtered);

String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
5.6 统计操作

一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上,它们可以用来产生类似如下的统计结果。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
 
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
 
System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());

六、新的日期时间 API

加强对日期与时间的处理

6.1 痛点

在旧版的 Java 中,日期时间 API 存在诸多问题

  1. 非线程安全 − java.util.Date 是非线程安全的,所有的日期类都是可变的,这是Java日期类最大的问题之一。
  2. 设计很差 − 在java.util和java.sql的包中都有日期类,此外用于格式化和解析的类在java.text包中定义。java.util.Date同时包含日期和时间,而java.sql.Date仅包含日期。
  3. 时区处理麻烦 − 日期类并不提供国际化,没有时区支持,因此Java引入了java.util.Calendar和java.util.TimeZone类,但他们同样存在上述所有的问题。

6.2 本地化日期时间

LocalDate/LocalTime 和 LocalDateTime 类可以在处理时区不是必须的情况

import java.time.LocalDate;
import java.time.LocalTime;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.Month;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester java8tester = new Java8Tester();
      java8tester.testLocalDateTime();
   }
    
   public void testLocalDateTime(){
    
      // 获取当前的日期时间
      LocalDateTime currentTime = LocalDateTime.now();
      System.out.println("当前时间: " + currentTime);
        
      LocalDate date1 = currentTime.toLocalDate();
      System.out.println("date1: " + date1);
        
      Month month = currentTime.getMonth();
      int day = currentTime.getDayOfMonth();
      int seconds = currentTime.getSecond();
        
      System.out.println("月: " + month +", 日: " + day +", 秒: " + seconds);
        
      LocalDateTime date2 = currentTime.withDayOfMonth(10).withYear(2012);
      System.out.println("date2: " + date2);
        
      // 12 december 2014
      LocalDate date3 = LocalDate.of(2014, Month.DECEMBER, 12);
      System.out.println("date3: " + date3);
        
      // 22 小时 15 分钟
      LocalTime date4 = LocalTime.of(22, 15);
      System.out.println("date4: " + date4);
        
      // 解析字符串
      LocalTime date5 = LocalTime.parse("20:15:30");
      System.out.println("date5: " + date5);
   }
}

6.3 时区

import java.time.ZonedDateTime;
import java.time.ZoneId;
 
public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester java8tester = new Java8Tester();
      java8tester.testZonedDateTime();
   }
    
   public void testZonedDateTime(){
    
      // 获取当前时间日期
      ZonedDateTime date1 = ZonedDateTime.parse("2015-12-03T10:15:30+05:30[Asia/Shanghai]");
      System.out.println("date1: " + date1);
        
      ZoneId id = ZoneId.of("Europe/Paris");
      System.out.println("ZoneId: " + id);
        
      ZoneId currentZone = ZoneId.systemDefault();
      System.out.println("当期时区: " + currentZone);
   }
}

Q.E.D.

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