?

在 Java 8之前，一個實作了只有一個抽象方法的介面的匿名類看起來更像Lambda 運算式，下面的代碼中，anonymousClass方法呼叫waitFor方法，引數是一個實作介面的Condition類，實作的功能為，當滿足某些條件，Server 就會關閉， 下面的代碼是典型的匿名類的使用，

void anonymousClass() {
    final Server server = new HttpServer();
    waitFor(new Condition() {
        @Override
        public Boolean isSatisfied() {
            return !server.isRunning();
        }
    }
復制代碼

下面的代碼用 Lambda 運算式實作相同的功能：

void closure() { 
     Server server = new HttpServer();
     waitFor(() -> !server.isRunning()); 
 }
復制代碼

其實，上面的waitFor方法，更接近于下面的代碼的描述：

class WaitFor {
    static void waitFor(Condition condition) throws   
    InterruptedException {
        while (!condition.isSatisfied())
            Thread.sleep(250);
    }
}
復制代碼

一些理論上的區別 實際上，上面的兩種方法的實作都是閉包，后者的實作就是Lambda 表示式，這就意味著兩者都需要持有運行時的環境，在 Java 8 之前，這就需要把匿名類所需要的一切復制給它，在上面的例子中，就需要把 server 屬性復制給匿名類，

因為是復制，變數必須宣告為 final 型別，以保證在獲取和使用時不會被改變，Java 使用了優雅的方式保證了變數不會被更新，所以我們不用顯式地把變數加上 final 修飾，

Lambda 運算式則不需要拷貝變數到它的運行環境中，從而 Lambda 運算式被當做是一個真正的方法來對待，而不是一個類的實體，

Lambda 運算式不需要每次都要被實體化，對于 Java 來說，帶來巨大的好處，不像實體化匿名類，對記憶體的影響可以降到最小，

總體來說，匿名方法和匿名類存在以下區別：

類必須實體化，而方法不必； 當一個類被新建時，需要給物件分配記憶體； 方法只需要分配一次記憶體，它被存盤在堆的永久區內； 物件作用于它自己的資料，而方法不會； 靜態類里的方法類似于匿名方法的功能，

一些具體的區別 匿名方法和匿名類有一些具體的區別，主要包括獲取語意和覆寫變數，

獲取語意 this 關鍵字是其中的一個語意上的區別，在匿名類中，this 指的是匿名類的實體，例如有了內部類為 Foo$InnerClass，當你參考內部類閉包的作用域時，像Foo.this.x的代碼看起來就有些奇怪， 在 Lambda 運算式中，this 指的就是閉包作用域，事實上，Lambda 運算式就是一個作用域，這就意味著你不需要從超類那里繼承任何名字，或是引入作用域的層級，你可以在作用域里直接訪問屬性，方法和區域變數， 例如，下面的代碼中，Lambda 運算式可以直接訪問firstName變數，

public class Example {
    private String firstName = "Tom";

    public void example() {
        Function<String, String> addSurname = surname -> {
            // equivalent to this.firstName
            return firstName + " " + surname;  // or even,   
        };
    }
}
復制代碼

這里的firstName就是this.firstName的簡寫， 但是在匿名類中，你必須顯式地呼叫firstName，

public class Example {
    private String firstName = "Jerry";

    public void anotherExample() {
        Function<String, String> addSurname = new Function<String,  
        String>() {
            @Override
            public String apply(String surname) {
                return Example.this.firstName + " " + surname;   
            }
        };
    }
}

1.lambda運算式

Java8最值得學習的特性就是Lambda運算式和Stream API，如果有python或者javascript的語言基礎，對理解Lambda運算式有很大幫助，因為Java正在將自己變的更高（Sha）級（Gua），更人性化，--------可以這么說lambda運算式其實就是實作SAM介面的語法糖，

lambda寫的好可以極大的減少代碼冗余，同時可讀性也好過冗長的內部類，匿名類，

先列舉兩個常見的簡化（簡單的代碼同樣好理解）

• 創建執行緒

?

• 排序

?

lambda運算式配合Java8新特性Stream API可以將業務功能通過函式式編程簡潔的實作，(為后面的例子做鋪墊)

例如：

?

這段代碼就是對一個字串的串列，把其中包含的每個字串都轉換成全小寫的字串，注意代碼第四行的map方法呼叫，這里map方法就是接受了一個lambda運算式，

1.1lambda運算式語法

1.1.1lambda運算式的一般語法

(Type1 param1, Type2 param2, ..., TypeN paramN) -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

這是lambda運算式的完全式語法，后面幾種語法是對它的簡化，

1.1.2單引數語法

param1 -> {
  statment1;
  statment2;
  //.............
  return statmentM;
}

當lambda運算式的引數個數只有一個，可以省略小括號

例如：將串列中的字串轉換為全小寫

List proNames = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});
List lowercaseNames1 = proNames.stream().map(name -> {return name.toLowerCase();}).collect(Collectors.toList());

1.1.3單陳述句寫法

param1 -> statment

當lambda運算式只包含一條陳述句時，可以省略大括號、return和陳述句結尾的分號

例如：將串列中的字串轉換為全小寫

List proNames = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});

List lowercaseNames2 = proNames.stream().map(name -> name.toLowerCase()).collect(Collectors.toList());

1.1.4方法參考寫法

（方法參考和lambda一樣是Java8新語言特性，后面會講到）

Class or instance :: method

例如：將串列中的字串轉換為全小寫

List proNames = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});

List lowercaseNames3 = proNames.stream().map(String::toLowerCase).collect(Collectors.toList());

1.2lambda運算式可使用的變數

先舉例：

//將為串列中的字串添加前綴字串
String waibu = "lambda :";
List proStrs = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});
ListexecStrs = proStrs.stream().map(chuandi -> {
Long zidingyi = System.currentTimeMillis();
return waibu + chuandi + " -----:" + zidingyi;
}).collect(Collectors.toList());
execStrs.forEach(System.out::println);

輸出:

lambda :Ni -----:1474622341604
lambda :Hao -----:1474622341604
lambda :Lambda -----:1474622341604

變數waibu ：外部變數

變數chuandi ：傳遞變數

變數zidingyi ：內部自定義變數

lambda運算式可以訪問給它傳遞的變數，訪問自己內部定義的變數，同時也能訪問它外部的變數，

不過lambda運算式訪問外部變數有一個非常重要的限制：變數不可變（只是參考不可變，而不是真正的不可變），

當在運算式內部修改waibu = waibu + " ";時，IDE就會提示你：

Local variable waibu defined in an enclosing scope must be final or effectively final

編譯時會報錯，因為變數waibu被lambda運算式參考，所以編譯器會隱式的把其當成final來處理，

以前Java的匿名內部類在訪問外部變數的時候，外部變數必須用final修飾，現在java8對這個限制做了優化，可以不用顯示使用final修飾，但是編譯器隱式當成final來處理，

1.3lambda運算式中的this概念

在lambda中，this不是指向lambda運算式產生的那個SAM物件，而是宣告它的外部物件，

例如：

public class WhatThis {

 public void whatThis(){
       //轉全小寫
       List<String> proStrs = Arrays.asList(new String[]{"Ni","Hao","Lambda"});
       List<String> execStrs = proStrs.stream().map(str -> {
             System.out.println(this.getClass().getName());
             return str.toLowerCase();
       }).collect(Collectors.toList());
       execStrs.forEach(System.out::println);
 }

 public static void main(String[] args) {
       WhatThis wt = new WhatThis();
       wt.whatThis();
 }

}

輸出：

com.wzg.test.WhatThis
com.wzg.test.WhatThis
com.wzg.test.WhatThis
ni
hao
lambda

2.方法參考和構造器參考

本人認為是進一步簡化lambda運算式的宣告的一種語法糖，

前面的例子中已有使用到： execStrs.forEach(System.out::println);

2.1方法參考

objectName::instanceMethod

ClassName::staticMethod

ClassName::instanceMethod

前兩種方式類似，等同于把lambda運算式的引數直接當成instanceMethod|staticMethod的引數來呼叫，比如System.out::println等同于x->System.out.println(x)；Math::max等同于(x, y)->Math.max(x,y)，

最后一種方式，等同于把lambda運算式的第一個引數當成instanceMethod的目標物件，其他剩余引數當成該方法的引數，比如String::toLowerCase等同于x->x.toLowerCase()，

可以這么理解，前兩種是將傳入物件當引數執行方法，后一種是呼叫傳入物件的方法，

2.2構造器參考

構造器參考語法如下：ClassName::new，把lambda運算式的引數當成ClassName構造器的引數 ，例如BigDecimal::new等同于x->new BigDecimal(x)，

3.Stream語法

兩句話理解Stream：

1.Stream是元素的集合，這點讓Stream看起來用些類似Iterator；
2.可以支持順序和并行的對原Stream進行匯聚的操作；

大家可以把Stream當成一個裝飾后的Iterator，原始版本的Iterator，用戶只能逐個遍歷元素并對其執行某些操作；包裝后的Stream，用戶只要給出需要對其包含的元素執行什么操作，比如“過濾掉長度大于10的字串”、“獲取每個字串的首字母”等，具體這些操作如何應用到每個元素上，就給Stream就好了！原先是人告訴計算機一步一步怎么做，現在是告訴計算機做什么，計算機自己決定怎么做，當然這個“怎么做”還是比較弱的，

例子：

//Lists是Guava中的一個工具類
List nums = Lists.newArrayList(1,null,3,4,null,6);
nums.stream().filter(num -> num != null).count();

上面這段代碼是獲取一個List中，元素不為null的個數，這段代碼雖然很簡短，但是卻是一個很好的入門級別的例子來體現如何使用Stream，正所謂“麻雀雖小五臟俱全”，我們現在開始深入解刨這個例子，完成以后你可能可以基本掌握Stream的用法！

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圖片就是對于Stream例子的一個決議，可以很清楚的看見：原本一條陳述句被三種顏色的框分割成了三個部分，紅色框中的陳述句是一個Stream的生命開始的地方，負責創建一個Stream實體；綠色框中的陳述句是賦予Stream靈魂的地方，把一個Stream轉換成另外一個Stream，紅框的陳述句生成的是一個包含所有nums變數的Stream，進過綠框的filter方法以后，重新生成了一個過濾掉原nums串列所有null以后的Stream；藍色框中的陳述句是豐收的地方，把Stream的里面包含的內容按照某種演算法來匯聚成一個值，例子中是獲取Stream中包含的元素個數，如果這樣決議以后，還不理解，那就只能動用“核武器”–圖形化，一圖抵千言！

?

使用Stream的基本步驟：

1.創建Stream；
2.轉換Stream，每次轉換原有Stream物件不改變，回傳一個新的Stream物件（可以有多次轉換）；
3.對Stream進行聚合（Reduce）操作，獲取想要的結果；

3.1怎么得到Stream

最常用的創建Stream有兩種途徑：

1.通過Stream介面的靜態工廠方法（注意：Java8里介面可以帶靜態方法）；
2.通過Collection介面的默認方法（默認方法：Default method，也是Java8中的一個新特性，就是介面中的一個帶有實作的方法）–stream()，把一個Collection物件轉換成Stream

3.1.1 使用Stream靜態方法來創建Stream

1. of方法：有兩個overload方法，一個接受變長引數，一個介面單一值

Stream integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 5);
Stream stringStream = Stream.of("taobao");

2. generator方法：生成一個無限長度的Stream，其元素的生成是通過給定的Supplier（這個介面可以看成一個物件的工廠，每次呼叫回傳一個給定型別的物件）

Stream.generate(new Supplier() {
@Override
public Double get() {
return Math.random();
}
});

Stream.generate(() -> Math.random());
Stream.generate(Math::random);
三條陳述句的作用都是一樣的，只是使用了lambda運算式和方法參考的語法來簡化代碼，每條陳述句其實都是生成一個無限長度的Stream，其中值是隨機的，這個無限長度Stream是懶加載，一般這種無限長度的Stream都會配合Stream的limit()方法來用，

3. iterate方法：也是生成無限長度的Stream，和generator不同的是，其元素的生成是重復對給定的種子值(seed)呼叫用戶指定函式來生成的，其中包含的元素可以認為是：seed，f(seed),f(f(seed))無限回圈

Stream.iterate(1, item -> item + 1).limit(10).forEach(System.out::println);
這段代碼就是先獲取一個無限長度的正整數集合的Stream，然后取出前10個列印，千萬記住使用limit方法，不然會無限列印下去，

3.1.2通過Collection子類獲取Stream

Collection介面有一個stream方法，所以其所有子類都都可以獲取對應的Stream物件，

public interface Collection extends Iterable {
//其他方法省略
default Stream stream() {
return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
}
}

3.2轉換Stream

轉換Stream其實就是把一個Stream通過某些行為轉換成一個新的Stream，Stream介面中定義了幾個常用的轉換方法，下面我們挑選幾個常用的轉換方法來解釋，
1. distinct: 對于Stream中包含的元素進行去重操作（去重邏輯依賴元素的equals方法），新生成的Stream中沒有重復的元素；

?

2. filter: 對于Stream中包含的元素使用給定的過濾函式進行過濾操作，新生成的Stream只包含符合條件的元素；

?

3. map: 對于Stream中包含的元素使用給定的轉換函式進行轉換操作，新生成的Stream只包含轉換生成的元素，這個方法有三個對于原始型別的變種方法，分別是：mapToInt，mapToLong和mapToDouble，這三個方法也比較好理解，比如mapToInt就是把原始Stream轉換成一個新的Stream，這個新生成的Stream中的元素都是int型別，之所以會有這樣三個變種方法，可以免除自動裝箱/拆箱的額外消耗；

?

4. flatMap：和map類似，不同的是其每個元素轉換得到的是Stream物件，會把子Stream中的元素壓縮到父集合中；

?

flatMap給一段代碼理解：

Stream> inputStream = Stream.of(
 Arrays.asList(1),
 Arrays.asList(2, 3),
 Arrays.asList(4, 5, 6)
 );
Stream outputStream = inputStream.
flatMap((childList) -> childList.stream());

flatMap 把 input Stream 中的層級結構扁平化，就是將最底層元素抽出來放到一起，最終 output 的新 Stream 里面已經沒有 List 了，都是直接的數字，

5. peek: 生成一個包含原Stream的所有元素的新Stream，同時會提供一個消費函式（Consumer實體），新Stream每個元素被消費的時候都會執行給定的消費函式；

?

6. limit: 對一個Stream進行截斷操作，獲取其前N個元素，如果原Stream中包含的元素個數小于N，那就獲取其所有的元素；

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7. skip: 回傳一個丟棄原Stream的前N個元素后剩下元素組成的新Stream，如果原Stream中包含的元素個數小于N，那么回傳空Stream；

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整體呼叫例子：

List nums = Lists.newArrayList(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10);
System.out.println(“sum is:”+nums.stream().filter(num -> num != null).distinct().mapToInt(num -> num * 2).peek(System.out::println).skip(2).limit(4).sum());

這段代碼演示了上面介紹的所有轉換方法（除了flatMap），簡單解釋一下這段代碼的含義：給定一個Integer型別的List，獲取其對應的Stream物件，然后進行過濾掉null，再去重，再每個元素乘以2，再每個元素被消費的時候列印自身，在跳過前兩個元素，最后去前四個元素進行加和運算(解釋一大堆，很像廢話，因為基本看了方法名就知道要做什么了，這個就是宣告式編程的一大好處！)，大家可以參考上面對于每個方法的解釋，看看最終的輸出是什么，

可能會有這樣的疑問：在對于一個Stream進行多次轉換操作，每次都對Stream的每個元素進行轉換，而且是執行多次，這樣時間復雜度就是一個for回圈里把所有操作都做掉的N（轉換的次數）倍啊，其實不是這樣的，轉換操作都是lazy的，多個轉換操作只會在匯聚操作（見下節）的時候融合起來，一次回圈完成，我們可以這樣簡單的理解，Stream里有個操作函式的集合，每次轉換操作就是把轉換函式放入這個集合中，在匯聚操作的時候回圈Stream對應的集合，然后對每個元素執行所有的函式，

3.3匯聚（Reduce）Stream

匯聚操作（也稱為折疊）接受一個元素序列為輸入，反復使用某個合并操作，把序列中的元素合并成一個匯總的結果，比如查找一個數字串列的總和或者最大值，或者把這些數字累積成一個List物件，Stream介面有一些通用的匯聚操作，比如reduce()和collect()；也有一些特定用途的匯聚操作，比如sum(),max()和count()，注意：sum方法不是所有的Stream物件都有的，只有IntStream、LongStream和DoubleStream是實體才有，

下面會分兩部分來介紹匯聚操作：

可變匯聚：把輸入的元素們累積到一個可變的容器中，比如Collection或者StringBuilder；
其他匯聚：除去可變匯聚剩下的，一般都不是通過反復修改某個可變物件，而是通過把前一次的匯聚結果當成下一次的入參，反復如此，比如reduce，count，allMatch；

3.3.1可變匯聚

可變匯聚對應的只有一個方法：collect，正如其名字顯示的，它可以把Stream中的要有元素收集到一個結果容器中（比如Collection），先看一下最通用的collect方法的定義（還有其他override方法）：

R collect(Supplier supplier,
BiConsumer<R, ? super T> accumulator,
BiConsumer<R, R> combiner);
先來看看這三個引數的含義：Supplier supplier是一個工廠函式，用來生成一個新的容器；BiConsumer accumulator也是一個函式，用來把Stream中的元素添加到結果容器中；BiConsumer combiner還是一個函式，用來把中間狀態的多個結果容器合并成為一個（并發的時候會用到），看暈了？來段代碼！

List nums = Lists.newArrayList(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10);
List numsWithoutNull = nums.stream().filter(num -> num != null).
collect(() -> new ArrayList(),
(list, item) -> list.add(item),
(list1, list2) -> list1.addAll(list2));
上面這段代碼就是對一個元素是Integer型別的List，先過濾掉全部的null，然后把剩下的元素收集到一個新的List中，進一步看一下collect方法的三個引數，都是lambda形式的函式，

第一個函式生成一個新的ArrayList實體；
第二個函式接受兩個引數，第一個是前面生成的ArrayList物件，二個是stream中包含的元素，函式體就是把stream中的元素加入ArrayList物件中，第二個函式被反復呼叫直到原stream的元素被消費完畢；
第三個函式也是接受兩個引數，這兩個都是ArrayList型別的，函式體就是把第二個ArrayList全部加入到第一個中；
但是上面的collect方法呼叫也有點太復雜了，沒關系！我們來看一下collect方法另外一個override的版本，其依賴[Collector](Collector (Java Platform SE 8 ))，

<R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);
這樣清爽多了！Java8還給我們提供了Collector的工具類–[Collectors](Collectors (Java Platform SE 8 ))，其中已經定義了一些靜態工廠方法，比如：Collectors.toCollection()收集到Collection中, Collectors.toList()收集到List中和Collectors.toSet()收集到Set中，這樣的靜態方法還有很多，這里就不一一介紹了，大家可以直接去看JavaDoc，下面看看使用Collectors對于代碼的簡化：

List numsWithoutNull = nums.stream().filter(num -> num != null).
collect(Collectors.toList());

3.3.2其他匯聚

– reduce方法：reduce方法非常的通用，后面介紹的count，sum等都可以使用其實作，reduce方法有三個override的方法，本文介紹兩個最常用的，先來看reduce方法的第一種形式，其方法定義如下：

Optional reduce(BinaryOperator accumulator);
接受一個BinaryOperator型別的引數，在使用的時候我們可以用lambda運算式來，

List ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println("ints sum is:" + ints.stream().reduce((sum, item) -> sum + item).get());
可以看到reduce方法接受一個函式，這個函式有兩個引數，第一個引數是上次函式執行的回傳值（也稱為中間結果），第二個引數是stream中的元素，這個函式把這兩個值相加，得到的和會被賦值給下次執行這個函式的第一個引數，要注意的是：第一次執行的時候第一個引數的值是Stream的第一個元素，第二個引數是Stream的第二個元素，這個方法回傳值型別是Optional，這是Java8防止出現NPE的一種可行方法，后面的文章會詳細介紹，這里就簡單的認為是一個容器，其中可能會包含0個或者1個物件，
這個程序可視化的結果如圖：

?

reduce方法還有一個很常用的變種：

T reduce(T identity, BinaryOperator accumulator);
這個定義上上面已經介紹過的基本一致，不同的是：它允許用戶提供一個回圈計算的初始值，如果Stream為空，就直接回傳該值，而且這個方法不會回傳Optional，因為其不會出現null值，下面直接給出例子，就不再做說明了，

List ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println("ints sum is:" + ints.stream().reduce(0, (sum, item) -> sum + item));
– count方法：獲取Stream中元素的個數，比較簡單，這里就直接給出例子，不做解釋了，

List ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println("ints sum is:" + ints.stream().count());

– 搜索相關
– allMatch：是不是Stream中的所有元素都滿足給定的匹配條件
– anyMatch：Stream中是否存在任何一個元素滿足匹配條件
– findFirst: 回傳Stream中的第一個元素，如果Stream為空，回傳空Optional
– noneMatch：是不是Stream中的所有元素都不滿足給定的匹配條件
– max和min：使用給定的比較器（Operator），回傳Stream中的最大|最小值
下面給出allMatch和max的例子，剩下的方法讀者當成練習，

查看源代碼列印幫助
List<Integer> ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println(ints.stream().allMatch(item -> item < 100));
ints.stream().max((o1, o2) -> o1.compareTo(o2)).ifPresent(System.out::println);

參考文章

Java 中的 Lambda 運算式 - 掘金

Java8特性詳解 lambda運算式 Stream - aoeiuv - 博客園

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微信公眾號【程式員黃小斜】作者是前螞蟻金服Java工程師，專注分享Java技術干貨和求職成長心得，不限于BAT面試，演算法、計算機基礎、資料庫、分布式、spring全家桶、微服務、高并發、JVM、Docker容器，ELK、大資料等，關注后回復【book】領取精選20本Java面試必備精品電子書，

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標籤：Java

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