java中文简明教程.docx
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java中文简明教程
欢迎阅读我编写的Java8介绍。
本教程将带领你一步一步地认识这门语言的新特性。
通过简单明了的代码示例,你将会学习到如何使用默认接口方法,Lambda表达式,方法引用和重复注解。
看完这篇教程后,你还将对最新推出的API有一定的了解,例如:
流控制,函数式接口,map扩展和新的时间日期API等等。
允许在接口中有默认方法实现
Java8允许我们使用default关键字,为接口声明添加非抽象的方法实现。
这个特性又被称为扩展方法。
下面是我们的第一个例子:
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interfaceFormula{
doublecalculate(inta);
defaultdoublesqrt(inta){
returnMath.sqrt(a);
}
}
在接口Formula中,除了抽象方法caculate以外,还定义了一个默认方法sqrt。
Formula的实现类只需要实现抽象方法caculate就可以了。
默认方法sqrt可以直接使用。
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Formulaformula= newFormula(){
@Override
publicdoublecalculate(inta){
returnsqrt(a* 100);
}
};
formula.calculate(100); //100.0
formula.sqrt(16); //4.0
formula对象以匿名对象的形式实现了Formula接口。
代码很啰嗦:
用了6行代码才实现了一个简单的计算功能:
a*100开平方根。
我们在下一节会看到,Java8还有一种更加优美的方法,能够实现包含单个函数的对象。
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Lambda表达式
让我们从最简单的例子开始,来学习如何对一个string列表进行排序。
我们首先使用Java8之前的方法来实现:
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Listnames=Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
Collections.sort(names, newComparator(){
@Override
publicintcompare(Stringa,Stringb){
returnpareTo(a);
}
});
静态工具方法Collections.sort接受一个list,和一个Comparator接口作为输入参数,Comparator的实现类可以对输入的list中的元素进行比较。
通常情况下,你可以直接用创建匿名Comparator对象,并把它作为参数传递给sort方法。
除了创建匿名对象以外,Java8还提供了一种更简洁的方式,Lambda表达式。
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Collections.sort(names,(Stringa,Stringb)->{
returnpareTo(a);
});
你可以看到,这段代码就比之前的更加简短和易读。
但是,它还可以更加简短:
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Collections.sort(names,(Stringa,Stringb)->pareTo(a));
只要一行代码,包含了方法体。
你甚至可以连大括号对{}和return关键字都省略不要。
不过这还不是最短的写法:
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Collections.sort(names,(a,b)->pareTo(a));
Java编译器能够自动识别参数的类型,所以你就可以省略掉类型不写。
让我们再深入地研究一下lambda表达式的威力吧。
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函数式接口
Lambda表达式如何匹配Java的类型系统?
每一个lambda都能够通过一个特定的接口,与一个给定的类型进行匹配。
一个所谓的函数式接口必须要有且仅有一个抽象方法声明。
每个与之对应的lambda表达式必须要与抽象方法的声明相匹配。
由于默认方法不是抽象的,因此你可以在你的函数式接口里任意添加默认方法。
任意只包含一个抽象方法的接口,我们都可以用来做成lambda表达式。
为了让你定义的接口满足要求,你应当在接口前加上@FunctionalInterface标注。
编译器会注意到这个标注,如果你的接口中定义了第二个抽象方法的话,编译器会抛出异常。
举例:
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@FunctionalInterface
interfaceConverter{
Tconvert(Ffrom);
}
Converterconverter=(from)->Integer.valueOf(from);
Integerconverted=converter.convert("123");
System.out.println(converted); //123
注意,如果你不写@FunctionalInterface标注,程序也是正确的。
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方法和构造函数引用
上面的代码实例可以通过静态方法引用,使之更加简洁:
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Converterconverter=Integer:
:
valueOf;
Integerconverted=converter.convert("123");
System.out.println(converted); //123
Java8允许你通过:
:
关键字获取方法或者构造函数的的引用。
上面的例子就演示了如何引用一个静态方法。
而且,我们还可以对一个对象的方法进行引用:
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classSomething{
StringstartsWith(Strings){
returnString.valueOf(s.charAt(0));
}
}
Somethingsomething= newSomething();
Converterconverter=something:
:
startsWith;
Stringconverted=converter.convert("Java");
System.out.println(converted); //"J"
让我们看看如何使用:
:
关键字引用构造函数。
首先我们定义一个示例bean,包含不同的构造方法:
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classPerson{
StringfirstName;
StringlastName;
Person(){}
Person(StringfirstName,StringlastName){
this.firstName=firstName;
this.lastName=lastName;
}
}
接下来,我们定义一个person工厂接口,用来创建新的person对象:
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interfacePersonFactory
{
Pcreate(StringfirstName,StringlastName);
}
然后我们通过构造函数引用来把所有东西拼到一起,而不是像以前一样,通过手动实现一个工厂来这么做。
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PersonFactorypersonFactory=Person:
:
new;
Personperson=personFactory.create("Peter", "Parker");
我们通过Person:
:
new来创建一个Person类构造函数的引用。
Java编译器会自动地选择合适的构造函数来匹配PersonFactory.create函数的签名,并选择正确的构造函数形式。
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Lambda的范围
对于lambdab表达式外部的变量,其访问权限的粒度与匿名对象的方式非常类似。
你能够访问局部对应的外部区域的局部final变量,以及成员变量和静态变量。
访问局部变量
我们可以访问lambda表达式外部的final局部变量:
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finalintnum= 1;
ConverterstringConverter=
(from)->String.valueOf(from+num);
stringConverter.convert
(2); //3
但是与匿名对象不同的是,变量num并不需要一定是final。
下面的代码依然是合法的:
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intnum= 1;
ConverterstringConverter=
(from)->String.valueOf(from+num);
stringConverter.convert
(2); //3
然而,num在编译的时候被隐式地当做final变量来处理。
下面的代码就不合法:
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intnum= 1;
ConverterstringConverter=
(from)->String.valueOf(from+num);
num= 3;
在lambda表达式内部企图改变num的值也是不允许的。
访问成员变量和静态变量
与局部变量不同,我们在lambda表达式的内部能获取到对成员变量或静态变量的读写权。
这种访问行为在匿名对象里是非常典型的。
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classLambda4{
staticintouterStaticNum;
intouterNum;
voidtestScopes(){
ConverterstringConverter1=(from)->{
outerNum= 23;
returnString.valueOf(from);
};
ConverterstringConverter2=(from)->{
outerStaticNum= 72;
returnString.valueOf(from);
};
}
}
访问默认接口方法
还记得第一节里面formula的那个例子么?
接口Formula定义了一个默认的方法sqrt,该方法能够访问formula所有的对象实例,包括匿名对象。
这个对lambda表达式来讲则无效。
默认方法无法在lambda表达式内部被访问。
因此下面的代码是无法通过编译的:
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Formulaformula=(a)->sqrt(a* 100);
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内置函数式接口
JDK1.8API中包含了很多内置的函数式接口。
有些是在以前版本的Java中大家耳熟能详的,例如Comparator接口,或者Runnable接口。
对这些现成的接口进行实现,可以通过@FunctionalInterface标注来启用Lambda功能支持。
此外,Java8API还提供了很多新的函数式接口,来降低程序员的工作负担。
有些新的接口已经在GoogleGuava库中很有名了。
如果你对这些库很熟的话,你甚至闭上眼睛都能够想到,这些接口在类库的实现过程中起了多么大的作用。
Predicates
Predicate是一个布尔类型的函数,该函数只有一个输入参数。
Predicate接口包含了多种默认方法,用于处理复杂的逻辑动词(and,or,negate)
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Predicatepredicate=(s)->s.length()> 0;
predicate.test("foo"); //true
predicate.negate().test("foo"); //false
PredicatenonNull=Objects:
:
nonNull;
PredicateisNull=Objects:
:
isNull;
PredicateisEmpty=String:
:
isEmpty;
PredicateisNotEmpty=isEmpty.negate();
Functions
Function接口接收一个参数,并返回单一的结果。
默认方法可以将多个函数串在一起(compse,andThen)
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FunctiontoInteger=Integer:
:
valueOf;
FunctionbackToString=toInteger.andThen(String:
:
valueOf);
backToString.apply("123"); //"123"
Suppliers
Supplier接口产生一个给定类型的结果。
与Function不同的是,Supplier没有输入参数。
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SupplierpersonSupplier=Person:
:
new;
personSupplier.get(); //newPerson
Consumers
Consumer代表了在一个输入参数上需要进行的操作。
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Consumergreeter=(p)->System.out.println("Hello,"+p.firstName);
greeter.accept(newPerson("Luke", "Skywalker"));
Comparators
Comparator接口在早期的Java版本中非常著名。
Java8为这个接口添加了不同的默认方法。
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Comparatorcomparator=(p1,p2)->p1.firstNpareTo(p2.firstName);
Personp1= newPerson("John", "Doe");
Personp2= newPerson("Alice", "Wonderland");
pare(p1,p2); //>0
comparator.reversed().compare(p1,p2); //<0
Optionals
Optional不是一个函数式接口,而是一个精巧的工具接口,用来防止NullPointerEception产生。
这个概念在下一节会显得很重要,所以我们在这里快速地浏览一下Optional的工作原理。
Optional是一个简单的值容器,这个值可以是null,也可以是non-null。
考虑到一个方法可能会返回一个non-null的值,也可能返回一个空值。
为了不直接返回null,我们在Java8中就返回一个Optional.
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Optionaloptional=Optional.of("bam");
optional.isPresent(); //true
optional.get(); //"bam"
optional.orElse("fallback"); //"bam"
optional.ifPresent((s)->System.out.println(s.charAt(0))); //"b"
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Streams
java.util.Stream表示了某一种元素的序列,在这些元素上可以进行各种操作。
Stream操作可以是中间操作,也可以是完结操作。
完结操作会返回一个某种类型的值,而中间操作会返回流对象本身,并且你可以通过多次调用同一个流操作方法来将操作结果串起来(就像StringBuffer的append方法一样————译者注)。
Stream是在一个源的基础上创建出来的,例如java.util.Collection中的list或者set(map不能作为Stream的源)。
Stream操作往往可以通过顺序或者并行两种方式来执行。
我们先了解一下序列流。
首先,我们通过string类型的list的形式创建示例数据:
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ListstringCollection= newArrayList<>();
stringCollection.add("ddd2");
stringCollection.add("aaa2");
stringCollection.add("bbb1");
stringCollection.add("aaa1");
stringCollection.add("bbb3");
stringCollection.add("ccc");
stringCollection.add("bbb2");
stringCollection.add("ddd1");
Java8中的Collections类的功能已经有所增强,你可以之直接通过调用Collections.stream()或者Collection.parallelStream()方法来创建一个流对象。
下面的章节会解释这个最常用的操作。
Filter
Filter接受一个predicate接口类型的变量,并将所有流对象中的元素进行过滤。
该操作是一个中间操作,因此它允许我们在返回结果的基础上再进行其他的流操作(forEach)。
ForEach接受一个function接口类型的变量,用来执行对每一个元素的操作。
ForEach是一个中止操作。
它不返回流,所以我们不能再调用其他的流操作。
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stringCollection
.stream()
.filter((s)->s.startsWith("a"))
.forEach(System.out:
:
println);
//"aaa2","aaa1"
Sorted
Sorted是一个中间操作,能够返回一个排过序的流对象的视图。
流对象中的元素会默认按照自然顺序进行排序,除非你自己指定一个Comparator接口来改变排序规则。
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stringCollection
.stream()
.sorted()
.filter((s)->s.startsWith("a"))
.forEach(System.out:
:
println);
//"aaa1","aaa2"
一定要记住,sorted只是创建一个流对象排序的视图,而不会改变原来集合中元素的顺序。
原来string集合中的元素顺序是没有改变的。
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System.out.println(stringCollection);
//ddd2,aaa2,bbb1,aaa1,bbb3,ccc,bbb2,ddd1
Map
map是一个对于流对象的中间操作,通过给定的方法,它能够把流对象中的每一个元素对应到另外一个对象上。
下面的例子就演示了如何把每个string都转换成大写的string.不但如此,你还可以把每一种对象映射成为其他类型。
对于带泛型结果的流对象,具体的类型还要由传递给map的泛型方法来决定。
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stringCollection
.stream()
.map(String:
:
toUpperCase)
.sorted((a,b)->pareTo(a))
.forEach(System.out:
:
println);
//"DDD2","DDD1","CCC","BBB3","BBB2","AAA2","AAA1"
Match
匹配操作有多种不同的类型,都是用来判断某一种规则是否与流对象相互吻合的。
所有的匹配操作都是终结操作,只返回一个boolean类型的结果。
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booleananyStartsWithA=
stringCollection
.stream()
.anyMatch((s)->s.startsWith("a"));
System.out.println(anyStartsWithA); //true
booleanallStartsWithA=
stringCollection
.stream()
.allMatch((s)->s.startsWith("a"));
System.out.println(allStartsWithA); //false
booleannoneStartsWithZ=
stringCollection
.stream()
.noneMatch((s)->s.startsWith("z"));
System.out.println(noneStartsWithZ); //true
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