Java8的特性复习 Java8的特性复习

Java8特性目录

FunctionalInterface注解的作用

java.util.function包下的常用接口

方法引用

Stream的常用方法

LocalDate和LocalDateTime以及LocalTime的使用

1.1 @FunctionalInterface注解

用于添加在接口上的注解。它的作用是：在编译时抛出异常,除非满足下面两种情况：

被注解标注的类型是一个interface类型，并且不是一个annotation类型、enum类型、或class类型

被注解的对象满足方法接口的要求

那么问题来了，方法接口的要求是什么呢？
注释的文档是这样写的

Conceptually, a functional interface has exactly one abstract method.

从概念上来讲，一个方法结构只有一个抽象的方法。欸？只有一个抽象的方法？
注意，有两个词被加粗了分别是一个和抽象的
一个这个量词容易理解，之前也使用过，无非是接口里面就只留下一个方法呗。
但是抽象的方法为什么还要单独拿出来说呢？
是因为在java8之后，接口里面不再只有抽象的方法，还可以添加两种非抽象的方法，他们分别是：default method 和 static method，默认方法和静态方法。

1.2 默认方法和静态方法

默认方法：提供默认的实现，不能够重写Object的方法，但是却可以重载，默认方法允许我们在接口里添加新的方法，而不会破坏实现这个接口的已有类的兼容性，也就是说不会强迫实现接口的类实现默认方法。 default方法可以被重写。
静态方法：就像类中的静态方法一样，可以给出方法的实现，并且这个方法属于方法接口。

class Ca implements Ia { @Override public void fun3() { } }@FunctionalInterface interface Ia { default void fun1() { System.out.println("fun1 invoked"); } static void fun2() { System.out.println("fun2 invoked"); } abstract void fun3(); }

就像上面的例子，接口Ia里面有三个方法，同时它使用了@FunctionalInterface注解，此时编译器不会抛异常。因为它满足方法接口的条件，只有一个抽象方法。
class Ca实现方法接口Ia，此时编译器只强制要求我们实现抽象方法fun3(),此例可以证明我们上面说的关于@FunctionalInterface，默认方法和静态方法的部分特征。
【Java8的特性复习】值得一提的是：@FunctionalInterface的作用只体现在编译期，通俗的讲：只要任何一个接口满足了只有一个抽象接口这个条件，我们就可以说他是方法接口，与是否标注注解无关，注解的作用只是帮助我们检查。

java.util.function包下的常用接口
只会介绍典型的几种方法接口，其他的都是这几种的变形，所以不着重介绍，以下是重点的几个接口：
1. Function
2. Consumer
3. Predicate
4. Supplier
2.1 Function接口的使用

既然是方法接口，那么它肯定满足只有一个抽象方法，那么它的抽象方法是什么呢？打开文档，可以看到它的抽象方法是这样的：

R apply(T t);

其中T和R是方法接口声明的泛型类型

public interface Function

那么apply方法的作用是什么呢，通过参数和返回值类型不难看出，这个方法要求调用者传入一个T类型的参数，然后返回一个R类型的值。T和R在实现接口的时候就已经明确了。
那么，我们通常怎么使用这个方法接口呢？举一个简单的实例，如果我现在有一个String类型的对象，想要统计这个对象包含‘a’这个字符的个数，应该怎么做呢？
我们之前的做法通常会写一个方法，把String类型的参数传进来，然后返回一个Integer类型的值，像是这样：

public static void main(String[] args) { String str = "aaaaabcdefg"; int cnt = countFun(str); System.out.println("a 的个数是" + cnt); }public static int countFun(String str) { int res = 0; int len = str.length(); for (int i = 0; i < len; i++) { if (str.charAt(i) == 'a') { ++res; } } return res; }

仔细一观察，发现这个方法似乎可以用方法接口来实现，就像这样：

public static void main(String[] args) { String str = "aaaaabcdefg"; Function counter = new Function() { @Override public Integer apply(String str) { int res = 0; int len = str.length(); for (int i = 0; i < len; i++) { if (str.charAt(i) == 'a') { ++res; } } return res; } }; //int cnt = countFun(str); int cnt = counter.apply(str); System.out.println("a 的个数是" + cnt); }

这两种方法会得到的结果无疑是一样的，都是5个‘a’，使用方法接口的方式相较于之前的那种方式，counter仿佛变成了一种行为，这个行为描述了“有一个String类型的对象，想要统计这个对象包含‘a’这个字符的个数”这件事情，似乎增加了代码的可阅读性，但是下面的方式略显臃肿。别着急，其实java给提供了一种语法糖，可以让我们简化这种写法，我们可以这样做：

public static void main(String[] args) { String str = "aaaaabcdefg"; Function counter = str1 -> { int res = 0; int len = str1.length(); for (int i = 0; i < len; i++) { if (str1.charAt(i) == 'a') { ++res; } } return res; }; //int cnt = countFun(str); int cnt = counter.apply(str); System.out.println("a 的个数是" + cnt); }

这种方式是java8的新特性之一：使用lambda表达式的形式！

2.1.1 Java的lambda表达式(此处是参考的菜鸟教程的描述)
(parameters) -> expression
或
(parameters) ->{ statements; }
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
? 实例：我们实例化一个Thread的时候通常要实现一个Runnable的子类的对象，而Runnable其实也是一个方法接口，也就是说只有一个抽象的方法run（）待实现。其实没必要用匿名内部类的方式，使用lambda的形式会显得更简洁，更能容易被阅读。

new Thread(() -> { System.out.println("这是用lambda形式实现的Runnable方法哦~"); }).start();

2.1.2 Function接口的其他方法

/** * Returns a composed function that first applies the {@code before} * function to its input, and then applies this function to the result. * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to * the caller of the composed function. * * @param the type of input to the {@code before} function, and to the *composed function * @param before the function to apply before this function is applied * @return a composed function that first applies the {@code before} * function and then applies this function * @throws NullPointerException if before is null * * @see #andThen(Function) */ default Function compose(Function before) { Objects.requireNonNull(before); return (V v) -> apply(before.apply(v)); }/** * Returns a composed function that first applies this function to * its input, and then applies the {@code after} function to the result. * If evaluation of either function throws an exception, it is relayed to * the caller of the composed function. * * @param the type of output of the {@code after} function, and of the *composed function * @param after the function to apply after this function is applied * @return a composed function that first applies this function and then * applies the {@code after} function * @throws NullPointerException if after is null * * @see #compose(Function) */ default Function andThen(Function after) { Objects.requireNonNull(after); return (T t) -> after.apply(apply(t)); }/** * Returns a function that always returns its input argument. * * @param the type of the input and output objects to the function * @return a function that always returns its input argument */ static Function identity() { return t -> t; }

有三个方法，分别是：
- default Function compose(Function before)
- default Function andThen(Function after)
- static Function identity()
这三个方法有一个共同点，那就是它们的返回值都是Function类型的，用函数式的思想来看，可以把它们理解成返回的某种行为。
compose 要求传入一个Function参数before，返回一个在调用当前Function的apply之前先调用参数的apply之前的Function。可以看做是这样的一个过程：本来当前的Function会通过调用apply传入一个T类型的参数得到一个R类型的返回值，而compose返回的复合函数的会通过调用apply传入一个V 类型的参数，得到一个R类型的返回值，其中的过程是这样的 T ------》 V -------》 R。假设有以下场景：有一个class Person有一个name属性，现在我们通过Person获取name的长度，可以这样写：

class Person { String name; public Person(String name) { this.name = name; }public String getName() { return name; }public void setName(String name) { this.name = name; } } public class FunctionTest { public static void main(String[] args) { Function function = String::length; Function nameLengthGetter = function.compose(Person::getName); Person person = new Person("张三"); System.out.println(nameLengthGetter.apply(person)); // 将会输出person名字的个数 } }

andThen 和 compose 类似，区别是顺序变了andThen的顺序将会是T ------》 R -------》 V，复合函数最终得到的值将会是在本身的apply的结果之上又进行操作的值。不再详细说明。
// TODO 其他的方法接口与Function大同小异，暂时不详细说明，进行完下面的部分后再继续这部分
方法引用

简单的来说，方法引用，就是借助目前已有的方法，将其作为某个方法接口的实现。这些方法需要具备这样的特征，参数类型或者本身的类型符合方法引用的类型，返回值类型也需要符合方法接口的 R 类型。

引用方法有下面几种方式
- 对象引用::实例方法名
- 类名::静态方法名
- 类名::实例方法名
还可以引用构造器，像是这样:ClassName::new, int[]::new
Stream的常用方法
关于流和其它集合具体的区别：
1. 不存储数据。流是基于数据源的对象，它本身不存储数据元素，而是通过管道将数据源的元素传递给操作。
2. 函数式编程。流的操作不会修改数据源，例如filter不会将数据源中的数据删除。
3. 延迟操作。流的很多操作如filter,map等中间操作是延迟执行的，只有到终止操作才会将操作执行。
4. 可以解绑。对于无限数量的流，有些操作是可以在有限的时间完成的，比如limit(n) 或 findFirst()，这些操作可是实现"短路"(Short-circuiting)，访问到有限的元素后就可以返回。
5. 纯消费。流的元素只能访问一次，类似Iterator，操作没有回头路，如果你想从头重新访问流的元素，对不起，你得重新生成一个新的流。
流的操作是以管道的方式串起来的。流管道包含一个数据源，接着包含零到N个中间操作，最后以一个终点操作结束。
创建流的方式
可以通过多种方式创建流：
1、通过集合的stream()方法或者parallelStream()，比如Arrays.asList(1,2,3).stream()。
2、通过Arrays.stream(Object[])方法, 比如Arrays.stream(new int[]{1,2,3})。
3、使用流的静态方法，比如Stream.of(Object[]), IntStream.range(int, int) 或者 Stream.iterate(Object, UnaryOperator)，如Stream.iterate(0, n -> n * 2)，或者generate(Supplier s)如Stream.generate(Math::random)。
4、BufferedReader.lines()从文件中获得行的流。
5、Files类的操作路径的方法，如list、find、walk等。
6、随机数流Random.ints()。
中间操作
Stream提供的方法中有许多方法会返回一个流，并且是延迟执行的，只有遇到终止操作的时候才会执行。
这些方法有：
- distinct
  distinct保证输出的流中包含唯一的元素，它是通过Object.equals(Object)来检查是否包含相同的元素。
- filter
  filter返回的流中只包含满足断言(predicate)的数据。
- map
  map方法将流中的元素映射成另外的值，新的值类型可以和原来的元素的类型不同。
- flatmap
  flatmap方法混合了map + flattern的功能，它将映射后的流的元素全部放入到一个新的流中。它的方法定义如下：
  
  Stream flatMap(Function> mapper)
  
  可以看到mapper函数会将每一个元素转换成一个流对象，而flatMap方法返回的流包含的元素为mapper生成的所有流中的元素。
- peek
  peek方法主要用来做调试用，比如可以这么做
  
  Stream.of("one", "two", "three", "four") .filter(e -> e.length() > 3) .peek(e -> System.out.println("Filtered value: " + e)) .map(String::toUpperCase) .peek(e -> System.out.println("Mapped value: " + e)) .collect(Collectors.toList());
- sorted
  sorted方法将流中的元素排升序，如果元素没有实现Comparable接口，会抛出 java.lang.ClassCastException异常。
  sorted(Comparator comparator)可以指定排序的方式。
- skip
  skip放弃了流中前n个元素，如果流中元素个数小于或等于n则会返回一个空的流。
终止操作
- Math相关
  
  这一组方法用来检查流中的元素是否满足断言。
  allMatch只有在所有的元素都满足断言时才返回true,否则flase,流为空时总是返回true
  anyMatch只有在任意一个元素满足断言时就返回true,否则flase,
  noneMatch只有在所有的元素都不满足断言时才返回true,否则flase
- count
  count方法返回此时流中的元素的个数
- collect
  
  R collect(Collector collector) R collect(Supplier supplier, BiConsumer accumulator, BiConsumer combiner)
  
  辅助类Collectors提供了很多的collector，可以满足我们日常的需求，你也可以创建新的collector实现特定的需求。
  我们也可以使用第二种重载方法，第一个参数是一个用来构造容器的Supplier，第二个参数是用来把元素整合在一起的累加器，第三个参数是用来合并两个容器的。
- find
  findAny()返回任意一个元素，如果流为空，返回空的Optional，对于并行流来说，它只需要返回任意一个元素即可，所以性能可能要好于findFirst()，但是有可能多次执行的时候返回的结果不一样。
  findFirst()返回第一个元素，如果流为空，返回空的Optional。
- forEach
  forEach遍历流的每一个元素，跟peek用法相似，区别是peek是中间操作，forEach是终止操作
- max/min
  max返回流中的最大值，
  min返回流中的最小值。
- reduce
  reduce是常用的一个方法，常用来做累加操作，事实上很多操作都是基于它实现的。
  它有几个重载方法
  
  第一个方法使用流中的第一个值作为初始值，后面两个方法则使用一个提供的初始值。
- toArray
  toArray 将流中的元素放入一个数组。
LocalDate和LocalDateTime以及LocalTime的使用
java1.8之前的Date类一直被各种诟病，在1.8版本中对这点进行了增强（此处以下文字来源)
处理日期的 LocalDate
不同于 Calendar 既能处理日期又能处理时间，java.time 的新式 API 分离开日期和时间，用单独的类进行处理。LocalDate 专注于处理日期相关信息。
LocalDate 依然是一个不可变类，它关注时间中年月日部分，我们可以通过以下的方法构建和初始化一个 LocalDate 实例：
- public static LocalDate now()：截断当前系统时间的年月日信息并初始化一个实例对象
- public static LocalDate of(int year, int month, int dayOfMonth)：显式指定年月日信息
- public static LocalDate ofYearDay(int year, int dayOfYear)：根据 dayOfYear 可以推出 month 和 dayOfMonth
- public static LocalDate ofEpochDay(long epochDay)：相对于格林零时区时间的日偏移量
处理时间的 LocalTime
类似于 LocalDate，LocalTime 专注于时间的处理，它提供小时，分钟，秒，毫微秒的各种处理，我们依然可以通过类似的方式创建一个 LocalTime 实例。
- public static LocalTime now()：根据系统当前时刻获取其中的时间部分内容
- public static LocalTime of(int hour, int minute)：显式传入小时和分钟来构建一个实例对象
- public static LocalTime of(int hour, int minute, int second)：通过传入时分秒构造实例
- public static LocalTime of(int hour, int minute, int second, int nanoOfSecond)：传入时分秒和毫微秒构建一个实例
- public static LocalTime ofSecondOfDay(long secondOfDay)：传入一个长整型数值代表当前日已经过去的秒数
- public static LocalTime ofNanoOfDay(long nanoOfDay)：传入一个长整型代表当前日已经过去的毫微秒数