掌握Java函数式编程和Lambda表达式的使用方法

发布时间：2023-05-27 18:35:12

Java函数式编程和Lambda表达式已经成为Java语言中非常重要的一个特性。它们可以使Java程序员更加简便地实现不同的功能。

Java函数式编程是一种函数式编程的思想，它可以将函数作为一等公民进行处理。在Java语言中，函数可以作为参数传递给另一个函数，也可以作为另一个函数的返回值。

Lambda表达式是Java函数式编程的重要组成部分，它提供了一种简洁的方式来表示函数。Lambda表达式是一种匿名函数，可以直接传递给另一个函数，用于代替一些常规的方法或接口实现。

下面是Java函数式编程和Lambda表达式的使用方法：

1.函数式编程的基本概念

在Java函数式编程中，函数被视为一等公民，可以作为参数或返回值。Java函数式编程中的函数可以是无状态的，也可以是有状态的。无状态函数是指函数的输出仅仅由其输入决定，没有其他状态和副作用。有状态函数，例如Java Stream API中的reduce操作，则需要维护一个状态来进行计算。在函数式编程中，避免使用可变状态和副作用是一个很重要的原则。

2.函数接口

在Java中，函数式编程的实现需要使用函数接口。函数接口仅包含一个抽象方法，可以使用@FunctionalInterface注解进行标记。Java 8中提供了多种函数式接口，例如Function，Predicate和Consumer。

3.Lambda表达式

Lambda表达式是一个匿名函数。它由参数列表，一个箭头符号和函数体组成，类似于JavaScript中的箭头函数。Lambda表达式可以用作参数传递给函数或作为返回值返回。

Lambda表达式的语法如下所示：

(parameter1, parameter2, …) -> { lambda body }

例如，以下是从一个字符串列表中筛选符合某一特定条件的字符串的Lambda表达式实例：

List<String> strList = Arrays.asList("one", "two", "three", "four", "five");

strList.stream()

.filter(str -> str.length() > 3)

.forEach(System.out::println);

在这个Lambda表达式中，参数列表包含了一个字符串参数str，箭头符号->前面的部分用于参数列表定义，->之后的lambda body是根据参数执行的操作。

4.Java Stream API

Java Stream API提供了对集合的函数式操作。Java Stream API中的每个操作都是一种函数式接口，可以将其传递给其他方法，如filter，map和reduce等。

以下是一个使用Java Stream API计算订单总金额的示例：

List<Order> orderList = Arrays.asList(

new Order(1001, "bread", 3, 0.99),

new Order(1002, "eggs", 12, 0.09),

new Order(1003, "milk", 2, 3.23),

new Order(1004, "cheese", 3, 2.53),

new Order(1005, "chips", 4, 1.77),

new Order(1006, "soda", 2, 0.99));

double total = orderList.stream()

.mapToDouble(order -> order.getPrice() * order.getQuantity())

.sum();

在这个示例中，可以看到使用了Java Stream API的map和sum方法。mapToDouble将订单列表中的每个订单元素转换为其总价值，并返回为一个DoubleStream。最后，使用sum方法获取所有订单的总价值。

5.并行流与串行流

Java Stream API提供两种不同的流：串行流和并行流。默认情况下，Stream采用串行流，但可以使用parallel方法切换到并行流。

以下是一个使用并行流和串行流比较运行时间的示例：

List<Integer> list = new ArrayList<>();

for(int i=0; i<10000000; i++) {

list.add(i);

}

Instant start = Instant.now();

list.stream().filter(i -> i % 2 == 0).count();

Instant end = Instant.now();

System.out.println("Sequential: " + Duration.between(start, end).toMillis() + " ms");

start = Instant.now();

list.parallelStream().filter(i -> i % 2 == 0).count();

end = Instant.now();

System.out.println("Parallel: " + Duration.between(start, end).toMillis() + " ms");

在这个示例中，使用Java Stream API对列表中的元素进行了过滤操作。首先，创建一个包含一百万个整数的列表。接下来，将列表转换为并行流和串行流，并记录操作所需的时间。在这个示例中，使用串行流的时间要比并行流的时间短。

Java函数式编程和Lambda表达式是优雅而强大的工具，可以使Java程序员更高效地实现不同的功能。需要遵循类似于避免可变状态和副作用等函数式编程的实践以及对Java Stream API和Lambda表达式的语法和使用方法有深入的理解。