Java 8是Java编程语言的一个重要版本，它带来了许多新特性，这些特性极大地改变了Java的编程风格并提高了开发效率。在这其中，Lambda表达式、Stream API和Optional类是非常引人注目的新特性。

一、Lambda表达式

1. Lambda表达式的概念

  • Lambda表达式是一种匿名函数，它可以被看作是一种简洁地表示可传递给方法或存储在变量中的代码块的方式。例如，在传统的Java中，如果我们想要创建一个实现了某个接口的类的实例并且只使用一次这个实例，通常需要定义一个单独的类。比如，我们有一个接口 `Runnable`，在Java 8之前，我们可能会这样写：

    • java

    class MyRunnable implements Runnable {

    @Override

    public void run {

    System.out.println("Hello from MyRunnable");

    public class Main {

    public static void main(String[] args) {

    Thread t = new Thread(new MyRunnable);

    t.start;

  • 而使用Lambda表达式，我们可以直接这样写：

    • java

    public class Main {

    public static void main(String[] args) {

    Thread t = new Thread( -> System.out.println("Hello from Lambda"));

    t.start;

  • 这里的 ` -> System.out.println("Hello from Lambda")` 就是一个Lambda表达式。它没有方法名，只有参数列表（这里没有参数，所以是 ``）和方法体（这里是打印语句）。

    • 2. Lambda表达式的语法

  • Lambda表达式的基本语法形式为 `(parameters) -> expression` 或者 `(parameters) -> { statements; }`。如果表达式只有一条语句，那么可以省略大括号。例如，对于一个接受两个整数参数并返回它们和的函数接口，我们可以这样写Lambda表达式：

    • java

    (int a, int b) -> a + b

  • 如果函数接口中的方法有返回值，并且Lambda表达式中的语句是一个表达式，那么这个表达式的结果就是返回值。例如，对于一个函数接口，其方法接受一个字符串并返回该字符串的长度，我们可以写：

    • java

    StringLengthFunc slf = s -> s.length;

  • 这里的 `StringLengthFunc` 是一个自定义的函数接口，定义如下：

    • java

    @FunctionalInterface

    interface StringLengthFunc {

    int getLength(String s);

    3. Lambda表达式的优势

  • 简洁性。如前面的例子所示，它减少了大量的样板代码。在处理集合操作、事件处理等场景时，能使代码更加紧凑。
  • 灵活性。Lambda表达式可以作为参数传递给方法，这使得代码的复用性更高。例如，在排序算法中，我们可以将不同的比较逻辑以Lambda表达式的形式传递给排序方法。
  • 提高可读性。当处理简单的操作时，Lambda表达式能够以一种更直观的方式表达代码的意图。例如，对一个列表中的元素进行过滤操作时，使用Lambda表达式可以让代码看起来更清晰。

    • 二、Stream API

    1. Stream API的概念

  • Stream API是Java 8中用于处理集合数据的新方式。它提供了一种函数式编程风格的操作，可以对集合中的元素进行高效的操作，如过滤、映射、排序等。可以把Stream想象成一条数据的河流，数据从源头（集合）流出，经过一系列的中间操作（如过滤、映射等），最后到达终点（可能是一个聚合操作，如计算总和或者将结果收集成一个新的集合）。
  • 例如，我们有一个包含整数的列表，想要获取其中所有大于10的偶数。在Java 8之前，我们可能需要使用循环和条件判断来实现，代码会比较冗长。而使用Stream API，我们可以这样写：

    • java

    import java.util.Arrays;

    import java.util.List;

    import java.util.stream.Collectors;

    public class Main {

    public static void main(String[] args) {

    List numbers = Arrays.asList(5, 12, 3, 17, 10, 20);

    List result = numbers.stream

    filter(n -> n > 10)

    filter(n -> n % 2 == 0)

    collect(Collectors.toList);

    System.out.println(result);

    Java 8新特性：Lambda表达式、Stream API、Optional类

    2. Stream API的操作类型

  • 中间操作：这些操作会返回一个新的Stream，并且可以进行链式调用。例如 `filter`、`map`、`sorted` 等。
  • `filter` 操作用于根据给定的条件筛选出符合条件的元素。就像在一条河流中设置一个过滤器，只有满足条件的元素才能继续流向下游。
  • `map` 操作用于对每个元素进行转换。例如，如果我们有一个包含字符串的列表，想要将每个字符串转换为其长度，我们可以使用 `map` 操作：

    • java

    Java 8新特性：Lambda表达式、Stream API、Optional类

    List words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");

    List wordLengths = words.stream.map(s -> s.length).collect(Collectors.toList);

  • `sorted` 操作用于对Stream中的元素进行排序。
  • 终结操作：这些操作会终止Stream的链式操作，并返回一个结果。例如 `collect`、`forEach`、`reduce` 等。
  • `collect` 操作用于将Stream中的元素收集成一个集合或者其他数据结构。如前面的例子中，我们使用 `collect(Collectors.toList)` 将结果收集成一个列表。
  • `forEach` 操作用于对Stream中的每个元素执行一个操作，类似于传统的循环遍历。
  • `reduce` 操作用于将Stream中的元素归约为一个值。例如，计算一个整数列表的总和：

    • java

    List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

    int sum = numbers.stream.reduce(0, (a, b) -> a + b);

    3. Stream API的优势

  • 代码简洁。通过链式调用中间操作和终结操作，可以用很少的代码实现复杂的集合操作。
  • 并行处理。Stream API可以很方便地进行并行处理，提高处理效率。例如，对于一个大型的集合数据进行操作时，可以通过调用 `parallelStream` 来启用并行处理模式。
  • 函数式编程风格。使得代码更易于理解和维护，尤其是对于熟悉函数式编程概念的开发者。

    • 三、Optional类

    1. Optional类的概念

  • 在Java中，经常会遇到空指针异常（NullPointerException）的问题。Optional类是Java 8中引入的一个容器类，用于解决空指针异常的问题。它可以包含一个非空的值或者为空。可以把Optional类想象成一个特殊的盒子，这个盒子要么装着一个值，要么就是空的。
  • 例如，我们有一个方法可能返回一个对象，但是这个对象可能为空。在Java 8之前，我们可能需要在调用这个对象的方法之前进行大量的空值检查。而使用Optional类，我们可以这样处理：

    • java

    import java.util.Optional;

    class Person {

    private String name;

    public Person(String name) {

    this.name = name;

    public String getName {

    return name;

    public class Main {

    public static void main(String[] args) {

    Optional personOptional = Optional.ofNullable(null);

    personOptional.ifPresent(p -> System.out.println(p.getName));

  • 这里的 `Optional.ofNullable` 方法可以接受一个可能为空的对象，如果对象为空，则创建一个空的Optional对象；如果对象不为空，则创建一个包含该对象的Optional对象。

    • 2. Optional类的方法

  • `isPresent` 方法用于检查Optional对象是否包含值。如果包含值，则返回 `true`，否则返回 `false`。
  • `get` 方法用于获取Optional对象中的值，但是如果Optional对象为空，调用这个方法会抛出 `NoSuchElementException`。所以在调用这个方法之前，通常需要先检查是否有值存在。
  • `orElse` 方法用于在Optional对象为空时返回一个默认值。例如：

    • java

    Optional personOptional = Optional.ofNullable(null);

    Person person = personOptional.orElse(new Person("Default"));

  • `orElseGet` 方法与 `orElse` 类似，但是它接受一个 `Supplier` 接口的实例，只有在Optional对象为空时才会调用这个 `Supplier` 来获取默认值。这在创建默认值的操作比较复杂时可以提高效率。
  • `ifPresent` 方法接受一个 `Consumer` 接口的实例，如果Optional对象包含值，则会调用这个 `Consumer` 来处理这个值。

    • 3. Optional类的优势

  • 减少空指针异常。通过明确地处理可能为空的值，使得代码更加健壮。
  • 提高代码的可读性。在处理可能为空的对象时，Optional类的使用使得代码的意图更加清晰，其他开发者可以更容易地理解代码是如何处理空值情况的。

    • 结论

    Java 8的Lambda表达式、Stream API和Optional类这些新特性为Java开发者带来了很多便利。Lambda表达式简化了代码的编写，使匿名函数的使用更加方便；Stream API提供了一种高效、简洁的集合处理方式；Optional类则有助于解决空指针异常这个长期困扰Java开发者的问题。这些特性共同推动了Java语言向更加现代化、函数式编程风格靠拢，提高了开发效率，增强了代码的可读性和可维护性。无论是处理简单的小型项目还是大型的企业级应用，掌握这些新特性都将有助于开发人员写出更加优秀的Java代码。