吊打Java面试官之Lambda表达式 Stream API

一、jdk8新特性简介

 

二、Lambda表达式

简单理解一下Lambda表达式

public class LambdaTest {
  @Test
  public void test1(){
      Runnable r1 = new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
              System.out.println("我爱北京天安门");
          }
      };
      r1.run();
      System.out.println("******************************************");
      Runnable r2 = () -> System.out.println("我爱北京故宫");
      r2.run();
  }
  @Test
  public void test2(){
      Comparator<Integer> com1 = new Comparator<Integer>() {
          @Override
          public int compare(Integer o1, Integer o2) {
              return Integer.compare(o1,o2);
          }
      };
      int compare1 = com1.compare(12,21);
      System.out.println(compare1);
      System.out.println("**********************************");
      //Lambda表达式的写法
      Comparator<Integer> com2 = (o1,o2) -> Integer.compare(o1,o2);
      int compare2 = com2 .compare(32,21);
      System.out.println(compare2);
      System.out.println("************************************");
      //方法引用
      Comparator<Integer> com3 = Integer :: compare;
      int compare3 = com3.compare(32,21);
      System.out.println(compare2);
  }

Lambda表达式的使用

1.举例：(o1,o2) -> Integer.compare(o1,o2);
2.格式：
->:lambda操作符 或 箭头操作符
->:左边：lambda形参列表 (其实就是接口中的抽象方法的形参列表)
->:右边：lambda体 (其实就是重写的抽象方法的方法体)
3.Lambda表达式的使用：(分为6种情况介绍)
总结：（重点看这个）
->左边：lambda形参列表的参数类型可以省略(类型推断)；如果lambda形参列表只有一个参数，其一对()也可以省略
->右边：lambda体应该使用一对{}包裹；如果lambda体只有一条执行语句(可能时return语句)，可以省略这一对{}和return关键字
4.Lambda表达式的本质：作为函数式接口的实例
5.如果一个接口中，只声明了一个抽象方法，则此接口就称为函数式接口

public class LambdaTest1 {
  //语法格式一：无参，无返回值
  @Test
  public void test1(){
      Runnable r1 = new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
              System.out.println("我爱北京天安门");
          }
      };
      r1.run();
      System.out.println("******************************************");
      Runnable r2 = () -> {
          System.out.println("我爱北京故宫");
      };

      r2.run();
  }
  //语法格式二：Lambda需要一个参数，但是没有返回值。
  @Test
  public void test2(){
      Consumer<String> con = new Consumer<String>() {

          @Override
          public void accept(String s) {
              System.out.println(s);
          }
      };
      con.accept("谎言和誓言的区别什么？");
      System.out.println("**********************************");
      Consumer<String>con1 = (String s) -> {
          System.out.println(s);
      };
      con1.accept("一个是听得人当真了，一个是说的人当真了");
  }
  //语法格式三：数据类型可以省略，因为可由编译器推断得出，称为"类型推断"
  @Test
  public void test3(){
      Consumer<String> con1 = (String s) -> {
          System.out.println(s);
      };
      con1.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
      System.out.println("****************************");
      Consumer<String> con2 = (s) -> {
          System.out.println(s);
      };
      con2.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
  }
  @Test
  public void test4(){
      ArrayList<String> objects = new ArrayList<>();//类型推断(泛型)
      int[] arr = {1,2,3};//类型推断(int[] arr = new int[]{1,2,3};)
  }
  //语法格式四：Lambda若只需要一个参数时，参数的小括号可以省略
  @Test
  public void test5(){
      Consumer<String> con1 = (s) -> {
          System.out.println(s);
      };
      con1.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
      System.out.println("****************************");
      Consumer<String> con2 = s -> {
          System.out.println(s);
      };
      con2.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
  }
  //语法格式五：Lambda需要两个或两个以上的参数，多条执行语句，并且可以有返回值
  @Test
  public void test6(){
      Comparator<Integer> com1 = new Comparator<Integer>() {
          @Override
          public int compare(Integer o1, Integer o2) {
              System.out.println(o1);
              System.out.println(o2);
              return Integer.compare(o1,o2);
          }
      };
      System.out.println(com1.compare(12,21));
      System.out.println("*******************************");
      Comparator<Integer> com2 = (o1,o2) -> {
          System.out.println(o1);
          System.out.println(o2);
          return o1.compareTo(o2);
      };
      System.out.println(com2.compare(12,6));
  }
  //语法格式六：当Lambda体只有一条语句时，return与大括号若有，都可以省略
  @Test
  public void test7(){
      Comparator<Integer> com1 = (o1,o2) ->{
          return o1.compareTo(o2);
      };
      System.out.println(com1.compare(12,6));
      System.out.println("******************************");
      Comparator<Integer> com2 = (o1,o2) -> o1.compareTo(o2);
      System.out.println(com2.compare(12,21));
  }
  @Test
  public void test8(){
      Consumer<String> con1 = s -> {
          System.out.println(s);
      };
      con1.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
      System.out.println("*********************************");

      Consumer<String> con2 = s -> System.out.println(s);
      con2.accept("一个是听的人当真了，一个是说的人当真了");
  }
}

 

三、函数式接口

1.什么是函数式接口

2.如何理解函数式接口

总结：只有函数式接口在实例化的时候，才可以用上Lambda表达式！！！！！！！！！

3.Java内置四大核心函数式接口

java内置的4大核心函数式接口

消费型接口Consumer<T> void accept(T t)
供给型接口Supplier<T> T get()
函数式接口Function<T,R> R apply(T t)
断定型接口Predicate<T> boolean test(T t)

public class LambdaTest2 {
  @Test
  public void test1(){
      happyTime(500, new Consumer<Double>() {
          @Override
          public void accept(Double aDouble) {
              System.out.println("学习太累了，去天上人间买了瓶矿泉水，价格为：" + aDouble);
          }
      });
      System.out.println("*************************************");
      happyTime(400,money -> System.out.println("学习太累了，去天上人间喝两口矿泉水，价格为：" + money));
  }
  public void happyTime(double money, Consumer<Double> con){
      con.accept(money);
  }
  @Test
  public void test2(){
      List<String> list = Arrays.asList("北京", "南京", "天津", "东京", "西京", "普京");
      List<String> filterStrs = filterString(list, new Predicate<String>() {
          @Override
          public boolean test(String s) {
              return s.contains("京");
          }
      });
      System.out.println(filterStrs);
      List<String> filterStrs1 = filterString(list, s -> s.contains("京"));
      System.out.println(filterStrs1);
  }
  //根据给定的规则，过滤集合中的字符串，此规则由Predicate的方法决定
  public List<String> filterString(List<String> list,Predicate<String> pre){
      ArrayList<String> filterList = new ArrayList<>();
      for(String s : list){
          if(pre.test(s)){
              filterList.add(s);
          }
      }
      return filterList;
  }

 

四、方法引用与构造器引用

方法引用

1.使用情境：当要传递给Lambda体的操作，已经有实现的方法了，可以使用方法引用！
2.方法引用，本质上就是Lambda表达式，而Lambda表达式作为函数式接口的实例，所以，方法引用，也是函数式接口的实例。
3.使用格式：类(或对象) :: 方法名
4.具体分为如下的三种情况：
情况1 对象 :: 非静态方法
情况2 类 :: 静态方法
情况3 类 :: 非静态方法
5.方法引用使用的要求：

> 要求接口中的抽象方法的形参列表和返回值类型与方法引用的方法的形参列表和返回值类型相同！(针对于情况1、2)

> 当函数式接口方法的第一个参数是需要引用方法的调用者，并且第二个参数是需要引用方法的参数(或无参数)时：ClassName::methodName(针对于情况3)

6.使用建议:

如果给函数式接口提供实例，恰好满足方法引用的使用情境，大家就可以考虑使用方法引用给函数式接口提供实例。如果大家不熟悉方法引用，那么还可以使用lambda表达式。

情况一：对象 :: 实例方法
  Consumer中的void accept(T t)
  PrintStream中的void println(T t)
  @Test
  public void test1(){
      Consumer<String> con1 = str -> System.out.println(str);
      con1.accept("北京");
      System.out.println("**************************");
      PrintStream ps = System.out;
      Consumer<String> con2 = ps :: println;
      con2.accept("beijing");
  }
  //Supplier中的T get()
  //Employee中的String getName()
  @Test
  public void test2(){
      Employee emp = new Employee(1001, "Tom", 23, 5600);
      Supplier<String> sup1 = () -> emp.getName();
      System.out.println(sup1.get());
      System.out.println("****************************");
      Supplier<String> sup2 = emp :: getName;
      System.out.println(sup2.get());
  }
  //情况二：类 :: 静态方法
  //Comparator中的int compare(T t1,T t2)
  //Integer中的int compare(T t1,T t2)
  @Test
  public void test3(){
      Comparator<Integer> com1 = (t1, t2) -> Integer.compare(t1,t2);
      System.out.println(com1.compare(12,21));
      System.out.println("*********************************");
      Comparator<Integer> com2 = Integer :: compare;
      System.out.println(com2.compare(12,3));
  }
  //Function中的R apply(T t)
  //Math中的Long round(Double d)
  @Test
  public void test4(){
      Function<Double, Long> func = new Function<Double, Long>() {
          @Override
          public Long apply(Double d) {
              return Math.round(d);
          }
      };
      System.out.println("************************************");
      Function<Double,Long> func1 = d -> Math.round(d);
      System.out.println(func1.apply(12.3));

      System.out.println("*****************************");
      Function<Double,Long> func2 = Math :: round;
      System.out.println(func2.apply(12.6));
  }
  //情况三：类 :: 实例方法(有难度)
  //String 中的 int t1.compareTo(t2)
  @Test
  public void test5(){
      Comparator<String> com1 = (s1,s2) -> s1.compareTo(s2);
      System.out.println(com1.compare("abc","abd"));
      System.out.println("*****************************");
      Comparator<String> com2 = String :: compareTo;
      System.out.println(com2.compare("abd","abm"));
  }
  //BiPredicate中的boolean test(T t1,T t2);
  //String中的boolean t1.equals(t2)
  @Test
  public void test6(){
      BiPredicate<String,String> pre1 = (s1, s2) -> s1.equals(s2);
      System.out.println(pre1.test("abc","abc"));
      System.out.println("**************************");
      BiPredicate<String,String> pre2 = String :: equals;
      System.out.println(pre1.test("abc","abd"));
  }
  //Function中的R apply(T t)
  //Employee中的String getName();
  @Test
  public void test7(){
      Employee employee = new Employee(1001, "Jerry", 23, 6000);
      Function<Employee,String> func1 = e -> e.getName();
      System.out.println(func1.apply(employee));
      System.out.println("****************************");
      Function<Employee,String> func2 = Employee :: getName;
      System.out.println(func2.apply(employee));
  }

构造器引用和数组引用

一、构造器引用
和方法引用类似，函数式接口的抽象方法的形参列表构造器的形参列表一致。
抽象方法的返回值类型即为构造器所属的类的类型
二、数组引用
大家可以把数组看作是一个特殊的类，则写法与构造器引用一致。

构造器引用
  Supplier中的T get()
  Employee的空参构造器：Employee()
  @Test
  public void test1(){
      Supplier<Employee> sup = new Supplier<Employee>(){
          @Override
          public Employee get(){
              return new Employee();
          }
      };
      System.out.println("****************************");
      Supplier<Employee> sup1 = () -> new Employee();
      System.out.println(sup1.get());
      System.out.println("***********************************");
      Supplier<Employee> sup2 = Employee :: new;
      System.out.println(sup2.get());
  }
  //Function中的R apply(T t)
  @Test
  public void test2(){
      Function<Integer,Employee> func1 = id -> new Employee(id);
      Employee employee = func1.apply(1001);
      System.out.println(employee);
      System.out.println("********************************");
      Function<Integer,Employee> func2 = Employee :: new;
      Employee employee1 = func2.apply(1002);
      System.out.println(employee1);
  }
  //BiFunction中的R apply(T t,U u)
  @Test
  public void test3(){
      BiFunction<Integer,String,Employee> func1 = (id,name) -> new Employee(id,name);
      System.out.println(func1.apply(1001,"Tom"));
      System.out.println("**********************************");
      BiFunction<Integer,String,Employee> func2 = Employee :: new;
      System.out.println(func2.apply(1002,"Tom"));
  }
  //数组引用
  //Function中的R apply(T t)
  @Test
  public void test4(){
      Function<Integer,String[]> func1 = length -> new String[length];
      String[] arr1 = func1.apply(5);
      System.out.println(Arrays.toString(arr1));
      System.out.println("************************");
      Function<Integer,String[]> func2 = String[] :: new;
      String[] arr2 = func2.apply(10);
      System.out.println(Arrays.toString(arr2));
  }

 

五、Stream API

1.Stream API的说明

2.为什么要使用Stream API

1.Stream关注的是对数据的运算，与CPU打交道
集合关注的是数据的存储，与内存打交道
2.
A.Stream 自己不会存储元素。
B.Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的型Stream
C.Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行
3.Stream 执行流程
A.Stream的实例化
B.一系列的中间操作(过滤、映射、...)
C.终止操作

4.说明：
4.1 一个中间操作链，对数据源的数据进行处理
4.2 一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用

3.创建Stream的四种方式

//创建Stream方式一：通过集合
  @Test
  public void test1(){
      List<Employee>employees = EmployeeData.getEmployees();
//        default Stream<E> stream(): 返回一个顺序流
      Stream<Employee> stream = employees.stream();
//        default Stream<E> parallelStream(): 返回一个并行流
      Stream<Employee> parallelStream = employees.parallelStream();
  }
  //创建Stream方式二：通过数组
  @Test
  public void test2(){
      int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
      //调用Arrays类的static <T> stream(T[] array):返回一个流
      IntStream stream = Arrays.stream(arr);
      Employee e1 = new Employee(1001,"Tom");
      Employee e2 = new Employee(1001,"Jerry");
      Employee[] arr1 = new Employee[]{e1,e2};
      Stream<Employee> stream1 = Arrays.stream(arr1);
  }
  //创建Stream方式三：通过Stream的of()
  @Test
  public void test3(){
      Steram<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5,6);
  }
  //创建Stream方式四：创建无限流(用的少)
  @Test
  public void test4(){
      //迭代
//        public static<T> Stream<T> iterate(final T seed,final UnaryOperator<T> f)
      //遍历前10个偶数
      Stream.iterate(0,t -> t + 2).limit(10).forEach(System.out :: println);
      //生成
//        public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
      Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
  }

4.Stream的中间操作及其测试

  @Test
  public void test1(){
      List<Employee> list = EmployeeData.getEmployees();
//        filter(Predicate p)--接收Lambda,从流中排除某些元素
      Stream<Employee> stream = list.stream();
      //练习：查询员工表中薪资大于7000的员工信息
      stream.filter(e -> e.getSalary() > 7000).forEach(System.out::println);
      System.out.println();
//      limit(n)--截断流，使其3元素不超过给定数量
      list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
      System.out.println();
//        skip(n) -- 跳过元素，返回一个扔掉了前n个元素的流。若流中元素不足n个，则返回一个空流。与limit(n)互补
      list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);
//        distinct()--筛选，通过流所生成元素的hashCode()和equals()去除重复元素
      list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
      list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
      list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
      list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
      list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
      list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
  }
  //映射
  @Test
  public void test2(){
//        map(Function f)--接收一个函数作为参数，将元素转换成其他形式或提取信息，该函数
      List<String> list = Arrays.asList("aa","bb","cc","dd");
      list.stream().map(str -> str.toUpperCase()).forEach(System.out::println);
//        练习1：获取员工姓名长度大于3的员工的姓名。
      List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
      Stream<String> namesStream = employees.stream().map(employee::getName);
      namesStream.filter(name -> name.length() > 3).forEach(System.out::println);
//        练习2
      Stream<Stream<Character>> streamStream = list.stream().map(StreamAPITest1::fromStringToStream);
      streamStream.forEach(s ->{
          s.forEach(System.out::println);
      });
      System.out.println();
//        flatMap(Function f)--接受一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后
      Stream<Character> characterStream = list.stream().flatMap(StreamAPITest1::fromStringToStream);
      characterStream.forEach(System.out::println);
  }
  //将多个字符串中的多个字符构成的集合转换为对应的Stream的实例
  public static Stream<Character> fromStringToStream(String str){
      ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();
      for(Character c : str.toCharArray()){
          list.add(c);
      }
      return list.stream();
  }
  //帮助理解Stream映射的集合例子
  @Test
  public void test3(){
      ArrayList list1 = new ArrayList();
      list1.add(1);
      list1.add(2);
      list1.add(3);
      ArrayList list2 = new ArrayList();
      list2.add(4);
      list2.add(5);
      list2.add(6);
//        list1.add(list2);
      list1.addAll(list2);
      System.out.println(list1);
  }
  @Test
  public void test4(){
//        sorted()--自然排序
      List<Integer> list = Arrays.asList(12,43,65,34,87,0,-98,7);
      list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
      //抛异常，原因：Employee没有实现Comparable接口
      List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
      employees.stream().sorted((e1,e2) ->{
          int ageValue = Integer.compare(e1.getAge(),e2.getAge());
          if(ageValue != 0){
              return ageValue;
          }else{
              return Double.compare(e1.getSalary(),e2.getSalary());
          }
      }).forEach(System.out::println);
  }

5.Stream的终止操作及其测试

Collector需要使用Collectors提供实例。

  @Test
  public void test1(){
      List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
//        allMatch(Predicate p)--检查是否匹配所有元素
//        练习：是否所有的员工的年龄都大于18
      boolean allMatch = employees.stream().allMatch(e -> e.getAge() > 18);
      System.out.println(allMatch);
//        anyMatch(Predicate p)--检查是否至少匹配一个元素
//        练习：是否存在员工的工资大于10000
      boolean anyMatch = employees.stream().anyMatch(e -> e.getSalary() > 10000);
      System.out.println(anyMatch);
//        noneMatch(Predicate p)--检查是否没有匹配的元素
//        练习：是否存在员工姓"雷"
      boolean noneMatch = employees.stream().noneMatch(e -> e.getName().startWith("雷"));
      System.out.println(noneMatch);
//        findFirst--返回第一个元素
      Optional<Employee> employee = employees.stream().findFist();
      System.out.println(employee);
//        findAny--返回当前流中的任意元素
      Optional<Employee> employees = employees.parallelStream().findAny();
      System.out.println(employee1);

  }
  @Test
  public void test2(){
//        count--返回流中元素的总个数
      long count = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 5000).count();
      System.out.println(count);
//        max(Comparator c)--返回流中最大值
//        练习:返回最高的工资：
      Stream<Double> salaryStream = employees.stream().map(e -> e.getSalary());
      Optional<Double> maxSalary = salaryStream.max(Double::compare);
      System.out.println(maxSalary);
//        min(Comparator c)--返回流中最小值
//        练习：返回最低工资的员工
      Optional<Employee> employee = employees.stream().min((e1,e2) -> Double.compare(e1.getSalary(),e2.getSalary()));
      System.out.println(employee);
//        forEach(Consumer c)--内部迭代
      employees.stream().forEach(System.out::println);
      employees.forEach(System.out::println);
  }
  //归约
  @Test
  public void test3(){
//        reduce(T identity,BinaryOperator)--可以将流中元素反复结合起来，得到一个值，返回T
//        练习1：计算1-10的自然数的和
      List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
      Integer sum = list.stream().reduce(0,Itneger::sum);
      System.out.println(sum);
//        reduce(BinaryOperator)--可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回Optional(T)
//        练习2：计算公司所有员工工资的总和
      List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
      Stream<Double> salaryStream = employees.stream().map(Employee::getSalary);
      Optional<Double> sumMoney = salaryStream.reduce((d1, d2) -> d1 + d2);
      System.out.println(sumMoney);
  }
  //3-收集
  @Test
  public void test4(){
//        collect(Collector c)--将流转换为其他形式。接受一个Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法
//        练习1：查找工资大于6000的员工，结果返回一个List或Set
      List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();
      List<Employee> employeeList = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toList());
      employeeList.forEach(System.out::println);
      System.out.println();
      Set<Employee> employeeSet = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toSet());
      employeeSet.forEach(System.out::println);
  }

 

六、Optional类的使用

Optional类的重要意义：

Optional类：为了在程序中避免出现空指针异常而创建的
常用的方法：ofNullable(T t)
orElse(T t)

/*
  Optional.of(T t):创建一个Optional 实例，t必须非空
  Optional.empty():创建一个空的Optional实例
  Optional.ofNullable(T t):t可以为null
   */
  @Test
  public void test1(){
      Girl girl = new Girl();
      girl = null;
      //of(T t):保证t是非空的
      Optional<Girl> optionalGirl = Optional.of(girl);
  }
  @Test
  public void test2(){
      Girl girl = new Girl();
//        //ofNullable(T t):t可以为null
      Optional<Girl> optionalGirl = Optional.ofNullable(girl);
      System.out.println(optionalGirl);
      //orElse(T t1):如果当前的Optional内部封装的t是非空的，则返回内部的t.
      //入股偶内部的t是空的，则返回orElse()方法中的参数t1.
      Girl girl1 = optionalGirl.orElse(new Girl("憨憨"));
      System.out.println(girl1);
  }
  public String getGirlName(Boy boy){
      return boy.getGirl().getName();
  }
  @Test
  public void test3(){
      Boy boy = new Boy();
      boy = null;
      String girlName = getGirlName(boy);
      System.out.println(girlName);
  }
  //优化以后的getGirlName():
  public String getGirlName1(Boy boy){
      if(boy != null){
          Girl girl = boy.getGirl();
          if(girl != null){
              return girl.getName();
          }
      }
      return null;
  }
  @Test
  public void test4(){
      Boy boy = new Boy();
      boy = null;
      String girlName = getGirlName1(boy);
      System.out.println(girlName);//null
  }
  //使用Optional类的getGirlName()
  public String getGirlName2(Boy boy){
      Optional<Boy> boyOptional = Optional.ofNullable(boy);
      //此时的boy1一定非空
      Boy boy1 = boyOptional.orElse(new Boy(new Girl("漂亮妹妹")));
      Girl girl = boy1.getGirl();
      Optional<Girl> girlOptional = Optional.ofNullable(girl);
      //girl1 一定非空
      Girl girl1 = girlOptional.orElse(new Girl("古力娜扎"));
      return girl1.getName();
  }
  @Test
  public void test5(){
      Boy boy = null;
      String girlName = getGirlName2(boy);
      System.out.println(girlName);
  }

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