Java 8的秘密武器：Lambda表达式与Stream，让你写出简洁又高效的代码！

开篇语

哈喽，各位小伙伴们，你们好呀，我是喵手。运营社区：C站/掘金/腾讯云/阿里云/华为云/51CTO；欢迎大家常来逛逛

  今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

  我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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前言

如果你是一个Java开发者，那么你一定知道，Java 8带来了很多令人兴奋的新特性，最重要的莫过于Lambda表达式和Stream API。它们简化了代码，提升了开发效率，还让我们可以用更简洁的方式进行函数式编程。

在这篇文章中，我将带你一起深度解析这些新特性。从Lambda表达式的基础，到如何运用Stream API高效处理数据，再到如何使用Optional类避免NullPointerException，最后让我们一起了解方法引用和构造方法引用，让你的Java代码更加简洁、高效！

目录：

1. Lambda表达式的基础
2. 方法引用与构造方法引用
3. Stream API基础（map, filter, reduce）
4. Collectors类与分组、汇总
5. Optional类与null安全

1. Lambda表达式的基础

让我们从Lambda表达式开始。Lambda表达式的引入，使得Java能够更好地支持函数式编程，帮助我们用更简洁、声明性的方式处理函数。

1.1 什么是Lambda表达式？

Lambda表达式是一种匿名函数的表示方式，它能够让我们像使用方法一样使用代码块。Lambda的语法如下：

(parameters) -> expression

举个简单的例子，假设我们需要实现一个Runnable接口并重写run()方法，传统方式如下：

Runnable runnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Hello, Lambda!");
    }
};

而使用Lambda表达式后，就可以简化为：

Runnable runnable = () -> System.out.println("Hello, Lambda!");

是不是简洁多了？Lambda表达式的引入让Java变得更具表达力，让我们可以用更简短的代码来实现一些传统的功能。

2. 方法引用与构造方法引用

方法引用（Method Reference）是Lambda表达式的一个重要补充，它允许我们通过::符号来引用类中的方法。这不仅使代码更加简洁，还提高了代码的可读性。

2.1 方法引用

方法引用可以分为四种类型：静态方法引用、实例方法引用、特定对象的方法引用和构造方法引用。

2.1.1 静态方法引用

假设我们有一个类Printer，其中有一个静态方法printMessage：

class Printer {
    public static void printMessage(String message) {
        System.out.println(message);
    }
}

传统的Lambda表达式使用方式如下：

Runnable r = () -> Printer.printMessage("Hello, Method Reference!");

而通过方法引用，我们可以简化为：

Runnable r = Printer::printMessage;

2.2 构造方法引用

构造方法引用用于创建对象。假设我们有一个Person类，使用new关键字创建对象：

class Person {
    private String name;
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}

通过Lambda表达式，我们可以创建一个Person对象：

Supplier<Person> personSupplier = () -> new Person("John");

通过构造方法引用，可以简化为：

Supplier<Person> personSupplier = Person::new;

这种方式不仅使代码更加简洁，还提高了代码的可读性。

3. Stream API基础（map, filter, reduce）

接下来，我们进入Java 8的另一大亮点——Stream API。Stream API允许我们以声明式的方式处理集合数据。通过Stream API，我们可以高效地进行数据的处理和转换，比如：map、filter、reduce等操作。

3.1 map：映射操作

map方法用于将一个Stream中的元素转换成另一个Stream。例如，我们想将一个字符串列表中的每个字符串转换成大写字母，可以使用map方法：

List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
List<String> upperWords = words.stream()
                               .map(String::toUpperCase)
                               .collect(Collectors.toList());

System.out.println(upperWords);  // 输出: [APPLE, BANANA, CHERRY]

这里，map方法将每个元素（字符串）转换为大写。

3.2 filter：过滤操作

filter方法用于过滤Stream中的元素，返回符合条件的元素。例如，我们想过滤出长度大于5的单词：

List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry", "kiwi");
List<String> longWords = words.stream()
                              .filter(word -> word.length() > 5)
                              .collect(Collectors.toList());

System.out.println(longWords);  // 输出: [banana, cherry]

filter方法用于筛选出符合条件的元素，这在处理数据时非常有用。

3.3 reduce：聚合操作

reduce方法用于将Stream中的所有元素按某种方式结合起来，通常用于进行累加、求和、乘积等操作。例如，计算数字列表的总和：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.stream()
                 .reduce(0, (a, b) -> a + b);

System.out.println(sum);  // 输出: 15

reduce方法可以将所有的数字累加起来，计算总和。

4. Collectors类与分组、汇总

Collectors类提供了许多用于归纳、分组、汇总的实用方法，让我们能够轻松处理数据的聚合。例如，我们可以根据某个属性对对象进行分组，或者计算集合的统计信息。

4.1 分组操作

假设我们有一个Person类，我们想根据age字段对Person对象进行分组：

class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
}

使用Collectors.groupingBy进行分组：

List<Person> people = Arrays.asList(
    new Person("Alice", 30),
    new Person("Bob", 25),
    new Person("Charlie", 30),
    new Person("David", 25)
);

Map<Integer, List<Person>> groupedByAge = people.stream()
                                                .collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge));

groupedByAge.forEach((age, persons) -> System.out.println(age + ": " + persons.size()));

这将根据年龄对Person对象进行分组。

4.2 汇总操作

使用Collectors.summingInt进行汇总操作，计算数字的总和：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.stream()
                 .collect(Collectors.summingInt(Integer::intValue));

System.out.println(sum);  // 输出: 15

5. Optional类与null安全

Optional类是Java 8引入的一个重要特性，它帮助我们避免了空指针异常（NullPointerException），使得代码更加健壮。通过Optional，我们可以明确地表达“值可能为空”的情况。

5.1 使用Optional避免NullPointerException

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(optional.orElse("默认值"));  // 输出: 默认值

通过Optional，我们可以优雅地处理空值，而不必写冗长的null检查代码。

总结

Java 8带来的新特性，如Lambda表达式、Stream API、方法引用和Optional类，极大地增强了Java的功能，使得编程更加简洁、优雅和高效。通过这些特性，我们可以用更少的代码完成更多的工作，提升了开发效率，同时也使得代码更加易于理解和维护。

希望通过这篇文章，你能够更加熟练地掌握这些新特性，让你的Java开发之路更加顺畅！🚀

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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学习不分先后，知识不分多少；事无巨细，当以虚心求教；三人行，必有我师焉！！！

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