00 后 Dromara 成员带你学 Java Lambda 函数编程
我的名字叫阿超 年龄 21 岁 家在灶王镇西南部的别墅区区内 未婚 我在一家普通公司做 Java 开发 每天最晚也会在八点前回家 不抽烟 偶尔沾点酒 晚上十二点上床 保证睡足八个小时 睡前写一篇博客 再做二十分钟仰卧起坐暖身 然后再睡觉 基本能熟睡到天亮 像婴儿一样不留下任何疲劳和压力 就这样迎来第二天的早晨 医生都说我很正常。
阿超是新晋 Dromara 开源组织成员、Hutool Committer
目前技术栈包括不限于 Java、JavaScript、TypeScript、React、Vue、Python 等
热爱做开源，给 Sa-Token、Easy-ES 等项目都贡献过代码
正文
距离我加入 hutool-commiter 已经有一段时间了，想起曾经封装过的一个类 Opt，就是使用 lambda 解决空指针问题。按照惯例，先介绍下 dromara 组织下的项目 hutool
Hutool 是一个小而全的 Java 工具类库，通过静态方法封装，降低相关 API 的学习成本，提高工作效率，使 Java 拥有函数式语言般的优雅，让 Java 语言也可以 “甜甜的”。
这个类 Opt 的灵感来源是对 jdk 内置的 java.util.Optional 的拓展，在一些细节方面进行了简化处理
// 之前:String username;if (user != null && user.getUsername() != null) {username = user.getUsername();} else {username = "no name";}// 现在：String username = Opt.ofNullable(user).map(User::getUsername).orElse("no name");
关于 Opt 和 Optional 的差异我们先按下不表
下面主要是通过其介绍 lambda 的使用
快速上手
依靠 idea 编译器的提示进行快速上手
下方是判断 user 是否为空，不为空通过 User#getSchool() 获取学校名的操作
例如此处我写到这里
User user = new User();// idea提示下方参数，果没显示，光标放到括号里按ctrl+p主动呼出|Function<? super User,?> mapper|Opt.ofNullable(user).map()
这里 idea 为我们提示了参数类型，可这个 Function 我也不知道它是个什么
实际上，我们 new 它一个就好了
Opt.ofNullable(user).map(new Fun)|Function<User, Object>{...} (java.util.function) | <-戳我|Func<P,R> cn.hutool.core.lang.func |
这里 idea 提示了剩下的代码，我们选 Function 就行了，接下来如下：
Opt.ofNullable(user).map(new Function<User, Object>() {})
此处开始编译报错了，不要着急，我们这里根据具体操作选取返回值
例如这里是想判断 user 是否为空，不为空时调用 getSchool，从而获取其中的返回值 String 类型的 school
我们就如下写法，将第二个泛型，也就是象征返回值的泛型改为 String：
Opt.ofNullable(user).map(new Function<User, String>() {})
然后这里红线提示了，我们就使用 idea 的修复所有，默认快捷键 alt+ 回车
Opt.ofNullable(user).map(new Function<User, String>() {}) | 💡 Implement methods | <-选我| ✍ Introduce local variable || ↩ Rollback changes in current line |
选择第一个 Implement methods 即可，这时候弹出一个框，提示让你选择你想要实现的方法
这里就选择我们的 apply 方法吧，按下一个回车就可以了，或者点击选中 apply，再按一下 OK 按钮
||IJ| Select Methods to Implement X || || 👇 © | ↹ ↸ || -------------------------------------------------------- || | java.util.function.Function || | ⒨ 🔓 apply(t:T):R | <-选我选我| | ⒨ 🔓 compose(before:Function<? super V,? extents T):Fu|| | ⒨ 🔓 andThen(after:Function<? super R,? extends V>):Fu|| | || | ======================================== || -------------------------------------------------------- || ☐ Copy JavaDoc || ☑ Insert @Override | OK | | CANCEL | | <-选完点我点我
此时此刻，代码变成了这样子
Opt.ofNullable(user).map(new Function<User, String>() {@Overridepublic String apply(User user) {return null;}})
这里重写的方法里面就写你自己的逻辑 (别忘了补全后面的分号)
Opt.ofNullable(user).map(new Function<User, String>() {@Overridepublic String apply(User user) {return user.getSchool();}});
我们可以看到，上边的 new Function() 变成了灰色
我们在它上面按一下 alt+enter(回车)
Opt.ofNullable(user).map(new Function<User, String>() {@Override | 💡 Replace with lambda > | <-选我啦public String apply(User user) { | 💡 Replace with method reference > |return user.getSchool(); | 💎 balabala... > |}});
选择第一个 Replace with lambda，就会自动缩写为 lambda 啦
Opt.ofNullable(user).map(user1 -> user1.getSchool());如果选择第二个，则会缩写为我们双冒号格式
Opt.ofNullable(user).map(User::getSchool);接下来我们获取值即可
// 这里的school可能为null，String school = Opt.ofNullable(user).map(User::getSchool).get();// 如果想要为其提供默认值，可以使用orElseString school = Opt.ofNullable(user).map(User::getSchool).orElse("NO_SCHOOL");// 如果想要为null时才调用方法为其提供默认值，可以使用orElseGet// 这在一些为null时 使用db新增并返回值的场景下很有用String school = Opt.ofNullable(user).map(User::getSchool).orElseGet(() -> User.getDefaultSchool());
进阶
简单来说：函数式编程就是把我们的函数 (方法) 作为参数 / 变量传递、调用等，有点像反射的 Method 对象，都是作为函数的载体
例子：自定义函数式接口
import java.io.Serializable;/*** 可序列化的Functional** @author VampireAchao* @since 2021/6/13 16:42*/@FunctionalInterfacepublic 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* @since 2021/6/13 16:45*/public class FuncImpl implements Func<Object, String> {/*** 调用** @param o 参数* @return 返回值*/@Overridepublic String apply(Object o) {return o.toString();}}
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*/@Overridepublic 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堆，特别麻烦
由此而生，我们有了 lambda 这种简写的形式
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 lambda 中的参数类型，因为前面已经定义过了，编译器能自动推断
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()
还有例如无参数带返回值写法 ()->"yes"、无参无返回值写法 ()->{} 等等
而双冒号这种写法至少有如下几种：
package com.ruben;import java.util.function.Function;import java.util.function.IntFunction;import java.util.function.Supplier;/*** 语法糖——双冒号写法::** @author VampireAchao* @since 2021/7/1 17:44*/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;}}
顺便放几个常用的函数式接口写法
package com.ruben;import java.math.BigDecimal;import java.util.function.*;/*** 常用的几个函数式接口写法** @author VampireAchao* @since 2021/7/1 17:44*/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，注意 o -> null 写法调用test执行lambda时会NPEreturn 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 介绍
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。
// 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8List<Integer> list =// 我想要：Stream// 8.generate(() -> 8)// 3个.limit(3)// 最后收集起来转为List.collect(Collectors.toList());// 结果 [8, 8, 8]
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List<String> list = Arrays.asList("dromara", "Hmily", "Hutool", "Sa-Token", "Jpom", "TLog", "Cubic", "Koalas-rpc", "Fast Request");list = list.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());// 结果 [Jpom, Hutool, Hmily, Fast Request]
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8，并转换为String** @return [8, 8, 8]*/private static List<String> oldFunc() {List<Integer> list = Arrays.asList(8, 8, 8);List<String> stringList = new ArrayList<>(list.size());for (Integer integer : list) {stringList.add(String.valueOf(integer));}return stringList;}/*** Stream实现一个list，存储3个8，并转换为String** @return [8, 8, 8]*/private static List<String> newFunc() {return Stream.generate(() -> 8).limit(3).map(String::valueOf).collect(Collectors.toList());}
生成 26 个大写字母组成的集合
List<Character> abc = Stream.iterate('A', i -> (char) (i + 1)).limit(26).collect(Collectors.toList());// [A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z]
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()// 筛选大于G的字母.filter(i -> i > 'G')// 排序 按照自然排序顺序逆序.sorted(Comparator.reverseOrder()).mapToInt(Object::hashCode)// 聚合求和.sum();// 1539
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.collect(Collectors.toList());// [a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, w, x, y, z]
EasyStream
这是即将推出的 hutool-6.x 新特新之一，对 Stream 进行了进一步简化 (设计灵感来源新版 jdk 新特性以及日常使用痛点)，例如：
// 使用toList代替collect(Collectors.toList())List<String> toList = EasyStream.of(list).map(String::valueOf).toList();// 使用toMap代替collect(Collectors.toMap(String::valueOf, Function.identity()))Map<String, Integer> identityMap = EasyStream.of(list).toMap(String::valueOf);// 可以通过三参数创建无限流，提供终止条件List<Integer> list = EasyStream.iterate(0, i -> i < 3, i -> i + 1).toList();// 提供遍历下标List<String> list = Arrays.asList("dromara", "hutool", "sweet");List<String> mapIndex = EasyStream.of(list).mapIdx((e, i) -> i + 1 + "." + e).toList();// 结果为 ["1.dromara", "2.hutool", "3.sweet"]// ...
当然这个类还在完善中，目前只是一个实验性功能，还存在一些争议和问题，后续优化完成后会开放使用
EasyStream 源码二维码，大家别忘了点个 star
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