高手问答第 305 期 —— 如何使用 lambda 表达式提升开发效率？

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Java8的一个大亮点是引入Lambda表达式，使用它设计的代码会更加简洁。当开发者在编写Lambda表达式时，也会随之被编译成一个函数式接口。

OSCHINA 本期高手问答 (8 月 23 日 - 8 月 29 日) 我们请来了嘉宾 阿超老师 来和大家一起探讨关于Lambda和Stream 的问题，将以【如何使用lambda表达式提升开发效率】为切入点展开讨论。

• lambda表达式的应用场景
• Stream的应用场景
• Lambda/Stream的进一步封装

阿超，00后全栈开发，dromara组织成员、hutool团队成员、mybatis-plus团队成员、stream-query项目作者，参与贡献的开源项目包括不限于apache-shenyu、apache-streampark等。

个人主页：https://gitee.com/VampireAchao/

Lambda表达式

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html

简单来说：就是把我们的函数(方法)作为参数传递、调用等

例子：自定义函数式接口（用jdk自带的函数式接口也可以）

import java.io.Serializable;

/**
 * 可序列化的Functional
 *
 * @author VampireAchao
 */
@FunctionalInterface
public interface Func<T, R> extends Serializable {

    /**
     * 调用
     *
     * @param t 参数
     * @return 返回值
     */
    R apply(T t);
}

我们定义一个类可以去实现该接口

/**
 * 可序列化的函数式接口实现类
 *
 * @author VampireAchao
 */
public class FuncImpl implements Func<Object, String> {
    /**
     * 调用
     *
     * @param o 参数
     * @return 返回值
     */
    @Override
    public String apply(Object o) {
        return o.toString();
    }
}

到此为止，都非常的简单

这里就有个问题：假设我有很多的地方需要不同的类去实现Func，我就得每次都去写这么一个类，然后实现该接口并重写方法

这样很麻烦！因此我们使用匿名内部类

        Func<String, Integer> func = new Func<String, Integer>() {
            /**
             * 调用
             *
             * @param s 参数
             * @return 返回值
             */
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                return s.hashCode();
            }
        };

我们可以看到，使用了匿名内部类后不用每次去新建这个类了，只需要在调用的地方，new一下接口，创建一个匿名内部类即可

但这样还有个问题，我们每次都要写这么一大几行代码，特别麻烦

由此而生，我们有了lambda这种简写的形式

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/lambdaexpressions.html#syntax

        Func<String, String> func1 = (String s) -> {
            return s.toUpperCase();
        };

如果只有一行，我们可以省略掉中括号以及return

        Func<String, String> func2 = (String s) -> s.toUpperCase();

我们可以省略掉后边的参数类型

        Func<String, String> func3 = s -> s.toUpperCase();

如果我们满足特定的形式，我们还可以使用方法引用（双冒号）的形式缩写

        Func<String, String> func4 = String::toUpperCase;

这里除了我们的参数->返回值写法：s->s.toUpperCase()，还有很多种

例如无参数带返回值写法()->"yes"、无参无返回值写法()->{}等等

而方法引用这种写法有如下几种：

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/javaOO/methodreferences.html

package org.dromara.streamquery;

import java.util.function.Function;
import java.util.function.IntFunction;
import java.util.function.Supplier;

/**
 * 语法糖——方法引用
 *
 * @author VampireAchao
 */
public class MethodReferences {

    public static Object staticSupplier() {
        return "whatever";
    }

    public Object instanceSupplier() {
        return "whatever";
    }

    public Object anonymousInstanceFunction() {
        return "whatever";
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 引用构造函数
        Supplier<MethodReferences> conSup = () -> new MethodReferences();
        conSup = MethodReferences::new;
        // 数组构造函数引用
        IntFunction<int[]> intFunction = value -> new int[value];
        // intFunc == new int[20];
        int[] intFuncResult = intFunction.apply(20);
        // 引用静态方法
        Supplier<Object> statSup = () -> staticSupplier();
        statSup = MethodReferences::staticSupplier;
        Object statSupResult = statSup.get();
        // 引用特定对象的实例方法
        Supplier<Object> instSup = new MethodReferences()::instanceSupplier;
        instSup = new MethodReferences()::instanceSupplier;
        Object instSupResult = instSup.get();
        // 引用特定类型的任意对象的实例方法
        Function<MethodReferences, Object> anonInstFunc = streamDemo -> streamDemo.anonymousInstanceFunction();
        anonInstFunc = MethodReferences::anonymousInstanceFunction;

    }

}

顺便放几个常用的，jdk自带的函数式接口写法

package org.dromara.streamquery;

import java.math.BigDecimal;
import java.util.function.*;

/**
 * 常用的几个函数式接口写法
 *
 * @author VampireAchao
 */
class Usual {

    public static Consumer<Object> consumer() {
        // 有参数无返回值
        return o -> {
        };
    }

    public static Function<Integer, Object> function() {
        // 有参数有返回值
        return o -> o;
    }

    public static Predicate<Object> predicate() {
        // 有参数，返回值为boolean
        return o -> true;
    }

    public static Supplier<Object> supplier() {
        // 无参数有返回值
        return Object::new;
    }

    public static BiConsumer<String, Integer> biConsumer() {
        // 俩参数无返回值
        return (q, o) -> {
        };
    }

    public static BiFunction<Integer, Long, BigDecimal> biFunction() {
        // 俩参数，有返回值
        return (q, o) -> new BigDecimal(q).add(BigDecimal.valueOf(o));
    }

    public static UnaryOperator<Object> unaryOperator() {
        // 一个参数，返回值类型和参数一样
        return q -> q;
    }

    public static BinaryOperator<Object> binaryOperator() {
        // 俩参数和返回值类型保持一致
        return (a, o) -> a;
    }

}

Stream

Java 8 API添加了一个新的抽象称为流Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。方法全是传入函数作为参数，来达到我们的目的。

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/package-summary.html

        // 声明式编程是告诉计算机需要计算“什么”而不是“如何”去计算
        // 现在，我想要一个List，包含3个数字6
        List<Integer> sixSixSix =
                // 我想要：
                Stream
                        // 数字6
                        .generate(() -> 6)
                        // 3个
                        .limit(3)
                        // 最后收集起来转为List
                        .collect(Collectors.toList());
        sixSixSix.forEach(System.out::print);

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。

        // 就像sql里的排序、截取
        // 我要把传入的list逆序，然后从第五个(元素下标为4)开始取值，取4条
        abc = abc.stream()
                // 排序(按照自然顺序的逆序)
                .sorted(Comparator.reverseOrder())
                // 从下标为4开始取值
                .skip(4)
                // 取4条
                .limit(4)
                // 最后收集起来转为List
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("我要把传入的list逆序，然后从第五个(元素下标为4)开始取值，取4条");
        abc.forEach(System.out::print);
        System.out.println();

Stream API可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

    /**
     * 老办法实现一个list，存储3个6
     *
     * @return [6, 6, 6]
     */
    private static List<Integer> oldSix() {
        // 老办法
        List<Integer> sixSixSix = new ArrayList<>(3);
        sixSixSix.add(6);
        sixSixSix.add(6);
        sixSixSix.add(6);
        System.out.println("老办法实现一个list，存储3个6");
        for (Integer integer : sixSixSix) {
            System.out.print(integer);
        }
        System.out.println();
        return sixSixSix;
    }

    /**
     * 新方法实现一个list，存储3个6
     *
     * @return [6, 6, 6]
     */
    private static List<Integer> newSix() {
        List<Integer> sixSixSix = Stream.generate(() -> 6).limit(3).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("新方法实现一个list，存储3个6");
        sixSixSix.forEach(System.out::print);
        System.out.println();
        return sixSixSix;
    }

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。

        // 管道中传输，节点中处理
        int pipe = abc.stream()
                // 筛选
                .filter(i -> i > 'G')
                // 排序
                .sorted(Comparator.reverseOrder())
                .mapToInt(Object::hashCode)
                // 聚合
                .sum();
        System.out.println("将26个字母组成的集合过滤出大于'G'的，逆序，再获取hashCode值，进行求和");
        System.out.println(pipe);

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。

        // 将26个大写字母Character集合转换为String然后转换为小写字符
        List<String> terminalOperation = abc.stream()
                // 中间操作（intermediate operation）
                .map(String::valueOf).map(String::toLowerCase)
                // 最终操作（terminal operation）
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("26个大写字母Character集合，转换成String然后转换为小写字符，收集起来");
        terminalOperation.forEach(System.out::print);
        System.out.println();