Java基础教程(17)-Java8中的lambda表达式和Stream、Optional

lambda表达式

把支持函数式编程的编码风格称为Lambda表达式。
Lambda 表达式，也可称为闭包，

函数式编程

函数是一种最基本的任务，一个大型程序就是一个顶层函数调用若干底层函数，这些被调用的函数又可以调用其他函数，即大任务被一层层拆解并执行。所以函数就是面向过程的程序设计的基本单元。

Java不支持单独定义函数，但可以把静态方法视为独立的函数，把实例方法视为自带 this 参数的函数。

函数式编程就是一种抽象程度很高的编程范式，函数式编程的一个特点就是，允许把函数本身作为参数传入另一个函数，还允许返回一个函数！

Java平台从Java 8开始，支持函数式编程。

lambda 表达式的语法格式如下：

(parameters) -> expression 或 (parameters) ->{ statements; }

lambda 表达式的重要特征:

• 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;

只定义了单方法的接口称之为 FunctionalInterface ，用注解 @FunctionalInterface 标记; 从Java 8开始，可以用Lambda表达式替换单方法接口

Stream

Java从8开始，引入了一个全新的流式API：Stream API。它位于 java.util.stream 包中。

Stream代表的是任意Java对象的序列;

Stream API的特点是：

• Stream API提供了一套新的流式处理的抽象序列；
• Stream API支持函数式编程和链式操作；
• Stream可以表示无限序列，并且大多数情况下是惰性求值的

最常用的创建方式有：

• 1、通过数组来生成 把数组变成 Stream 使用 Arrays.strem() 方法
• 2、通过集合来生成，直接调用 stream() 方法就可以；

创建 Stream 最简单的方式是直接用 Stream.of() 静态方法，传入可变参数即创建了一个能输出确定元素的 Stream；

应用在Stream流上的操作(Stream的Api)，可以分成两种：

• Intermediate(中间操作)： 中间操作的返回结果都是Stream，故可以多个中间操作叠加；
• Terminal(终止操作)： 终止操作用于返回我们最终需要的数据，只能有一个终止操作

中间操作

1. filter： 过滤流中的某些元素

2. distinct： 通过流中元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素

3. 排序
   sorted()：返回由此流的元素组成的流，根据自然顺序排序。
   sorted(Comparator com)：返回由该流的元素组成的流，根据提供的 Comparator进行排序。

4. 截取
   limit(n)：返回由此流的元素组成的流，截短长度不能超过 n
   skip(n)：在丢弃流的第n元素后，配合limit(n)可实现分页

5. 转换
   map：接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。
   flatMap：接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流。

6. 消费
   peek：如同于map，能得到流中的每一个元素。但map接收的是一个Function表达式，有返回值；而peek接收的是Consumer表达式，没有返回值。

终止操作

1. 循环：forEach

2. 计算：min、max、count、sum
   min：返回流中元素最小值
   max：返回流中元素最大值
   count：返回流中元素的总个数
   sum：求和

3. 匹配：anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny
   anyMatch：接收一个 Predicate 函数，只要流中有一个元素满足该断言则返回true，否则返回false
   allMatch：接收一个 Predicate 函数，当流中每个元素都符合该断言时才返回true，否则返回false
   noneMatch：接收一个 Predicate 函数，当流中每个元素都不符合该断言时才返回true，否则返回false
   findFirst：返回流中第一个元素
   findAny：返回流中的任意元素

4. 收集器：toArray、collect

Optional

Optional类是 Java 8 引入的一个很有趣的特性。它主要解决的问题是空指针异常（NullPointerException）

Optional 类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent(方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。

• Optional 是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。
• Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
• Optional 类的引入很好的解决空指针异常。

使用Optional对象

Optional类的实例创建有三种方式：

Optional.empty() ：创建一个空的 Optional 实例。
Optional.of(T t) ：创建一个 Optional 实例，当 t为null时抛出异常（NullPointerException）。
Optional.ofNullable(T t) ：创建一个 Optional 实例，但当 t为null时不会抛出异常，而是返回一个空的实例。

Optional实例方法：

• isPresent()：判断optional是否为空，如果空则返回false，否则返回true

• ifPresent(Consumer c)：如果optional不为空，则将optional中的对象传给Comsumer函数

• orElse(T other)：如果optional不为空，则返回optional中的对象；如果为null，则返回 other 这个默认值

• orElseGet(Supplier other)：如果optional不为空，则返回optional中的对象；如果为null，则使用Supplier函数生成默认值other

• orElseThrow(Supplier exception)：如果optional不为空，则返回optional中的对象；如果为null，则抛出Supplier函数生成的异常

• filter(Predicate p)：filter() 接受一个 Predicate 参数，返回测试结果为 true 的值。如果测试结果为 false，会返回一个空的 Optional。

• map(Function<T, U> mapper)：如果optional不为空，则将optional中的对象 t 映射成另外一个对象 u，并将 u 存放到一个新的optional容器中。

• flatMap(Function<T,Optional > mapper)：跟上面一样，在optional不为空的情况下，将对象t映射成另外一个optional