(補)Java Lambda表達(二)

例5、如何在lambda表達式中加入Predicate

上個例子說到,java.util.function.Predicate 允許將兩個或更多的 Predicate 合成一個。它提供類似于邏輯操作符AND和OR的方法,名字叫做and()、or()和xor(),用于將傳入 filter() 方法的條件合并起來。例如,要得到所有以J開始,長度為四個字母的語言,可以定義兩個獨立的 Predicate 示例分別表示每一個條件,然后用 Predicate.and() 方法將它們合并起來,如下所示:

// 甚至可以用and()、or()和xor()邏輯函數來合并Predicate,
// 例如要找到所有以J開始,長度為四個字母的名字,你可以合并兩個Predicate并傳入
Predicate<String> startsWithJ = (n) -> n.startsWith("J");
Predicate<String> fourLetterLong = (n) -> n.length() == 4;
names.stream()
    .filter(startsWithJ.and(fourLetterLong))
    .forEach((n) -> System.out.print("nName, which starts with 'J' and four letter long is : " + n));

類似地,也可以使用 or() 和 xor() 方法。本例著重介紹了如下要點:可按需要將 Predicate 作為單獨條件然后將其合并起來使用。簡而言之,你可以以傳統Java命令方式使用 Predicate 接口,也可以充分利用lambda表達式達到事半功倍的效果。

例6、Java 8中使用lambda表達式的Map和Reduce示例

本例介紹最廣為人知的函數式編程概念map。它允許你將對象進行轉換。例如在本例中,我們將 costBeforeTax 列表的每個元素轉換成為稅后的值。我們將 x -> x*x lambda表達式傳到 map() 方法,后者將其應用到流中的每一個元素。然后用 forEach() 將列表元素打印出來。使用流API的收集器類,可以得到所有含稅的開銷。有 toList() 這樣的方法將 map 或任何其他操作的結果合并起來。由于收集器在流上做終端操作,因此之后便不能重用流了。你甚至可以用流API的 reduce() 方法將所有數字合成一個,下一個例子將會講到。

// 不使用lambda表達式為每個訂單加上12%的稅
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
for (Integer cost : costBeforeTax) {
    double price = cost + .12*cost;
    System.out.println(price);
}
 
// 使用lambda表達式
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).forEach(System.out::println);

輸出:

112.0
224.0
336.0
448.0
560.0
112.0
224.0
336.0
448.0
560.0

例6.2、Java 8中使用lambda表達式的Map和Reduce示例

在上個例子中,可以看到map將集合類(例如列表)元素進行轉換的。還有一個 reduce() 函數可以將所有值合并成一個。Map和Reduce操作是函數式編程的核心操作,因為其功能,reduce 又被稱為折疊操作。另外,reduce 并不是一個新的操作,你有可能已經在使用它。SQL中類似 sum()、avg() 或者 count() 的聚集函數,實際上就是 reduce 操作,因為它們接收多個值并返回一個值。流API定義的 reduceh() 函數可以接受lambda表達式,并對所有值進行合并。IntStream這樣的類有類似 average()、count()、sum() 的內建方法來做 reduce 操作,也有mapToLong()、mapToDouble() 方法來做轉換。這并不會限制你,你可以用內建方法,也可以自己定義。在這個Java 8的Map Reduce示例里,我們首先對所有價格應用 12% 的VAT,然后用 reduce() 方法計算總和。

// 為每個訂單加上12%的稅
// 老方法:
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double total = 0;
for (Integer cost : costBeforeTax) {
    double price = cost + .12*cost;
    total = total + price;
}
System.out.println("Total : " + total);
 
// 新方法:
List costBeforeTax = Arrays.asList(100, 200, 300, 400, 500);
double bill = costBeforeTax.stream().map((cost) -> cost + .12*cost).reduce((sum, cost) -> sum + cost).get();
System.out.println("Total : " + bill);

輸出:

Total : 1680.0
Total : 1680.0

例7、通過過濾創建一個String列表

過濾是Java開發者在大規模集合上的一個常用操作,而現在使用lambda表達式和流API過濾大規模數據集合是驚人的簡單。流提供了一個 filter() 方法,接受一個 Predicate 對象,即可以傳入一個lambda表達式作為過濾邏輯。下面的例子是用lambda表達式過濾Java集合,將幫助理解。

// 創建一個字符串列表,每個字符串長度大于2
List<String> filtered = strList.stream().filter(x -> x.length()> 2).collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s, filtered list : %s %n", strList, filtered);

輸出:

Original List : [abc, , bcd, , defg, jk], filtered list : [abc, bcd, defg]

另外,關于 filter() 方法有個常見誤解。在現實生活中,做過濾的時候,通常會丟棄部分,但使用filter()方法則是獲得一個新的列表,且其每個元素符合過濾原則。

例8、對列表的每個元素應用函數

我們通常需要對列表的每個元素使用某個函數,例如逐一乘以某個數、除以某個數或者做其它操作。這些操作都很適合用 map() 方法,可以將轉換邏輯以lambda表達式的形式放在 map() 方法里,就可以對集合的各個元素進行轉換了,如下所示。

// 將字符串換成大寫并用逗號鏈接起來
List<String> G7 = Arrays.asList("USA", "Japan", "France", "Germany", "Italy", "U.K.","Canada");
String G7Countries = G7.stream().map(x -> x.toUpperCase()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(G7Countries);

輸出:

USA, JAPAN, FRANCE, GERMANY, ITALY, U.K., CANADA

例9、復制不同的值,創建一個子列表

本例展示了如何利用流的 distinct() 方法來對集合進行去重。

// 用所有不同的數字創建一個正方形列表
List<Integer> numbers = Arrays.asList(9, 10, 3, 4, 7, 3, 4);
List<Integer> distinct = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.printf("Original List : %s,  Square Without duplicates : %s %n", numbers, distinct);

輸出:

Original List : [9, 10, 3, 4, 7, 3, 4],  Square Without duplicates : [81, 100, 9, 16, 49]

例10、計算集合元素的最大值、最小值、總和以及平均值

IntStream、LongStream 和 DoubleStream 等流的類中,有個非常有用的方法叫做 summaryStatistics() 。可以返回 IntSummaryStatistics、LongSummaryStatistics 或者 DoubleSummaryStatistic s,描述流中元素的各種摘要數據。在本例中,我們用這個方法來計算列表的最大值和最小值。它也有 getSum() 和 getAverage() 方法來獲得列表的所有元素的總和及平均值。

//獲取數字的個數、最小值、最大值、總和以及平均值
List<Integer> primes = Arrays.asList(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29);
IntSummaryStatistics stats = primes.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println("Highest prime number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest prime number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all prime numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all prime numbers : " + stats.getAverage());

輸出:

Highest prime number in List : 29
Lowest prime number in List : 2
Sum of all prime numbers : 129
Average of all prime numbers : 12.9

Lambda表達式 vs 匿名類

既然lambda表達式即將正式取代Java代碼中的匿名內部類,那么有必要對二者做一個比較分析。一個關鍵的不同點就是關鍵字 this。匿名類的 this 關鍵字指向匿名類,而lambda表達式的 this 關鍵字指向包圍lambda表達式的類。另一個不同點是二者的編譯方式。Java編譯器將lambda表達式編譯成類的私有方法。使用了Java 7的 invokedynamic 字節碼指令來動態綁定這個方法。

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