【Java入门指南 Day11：Lambda表达式与Stream API】
一、Lambda表达式基础
Lambda表达式是Java 8引入的一个重要特性，它让我们可以将行为像数据一样传递。可以把它理解为一种简洁的、匿名的函数定义方式。
Lambda表达式语法
// 基本语法: (参数) -> {表达式}
// 1. 无参数
Runnable r = () -> System.out.println("Hello");
// 2. 单个参数（可以省略括号）
Consumer<String> consumer = str -> System.out.println(str);
// 3. 多个参数
BiFunction<Integer, Integer, Integer> add = (a, b) -> a + b;
// 4. 带代码块
Comparator<String> c = (s1, s2) -> {
System.out.println("Comparing");
return s1.compareTo(s2);
};Lambda表达式的类型推断
// Java编译器可以根据上下文推断Lambda表达式的参数类型
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
// 不需要指定String类型
names.sort((x, y) -> x.compareToIgnoreCase(y));二、函数式接口
函数式接口是只有一个抽象方法的接口，可以用@FunctionalInterface注解标记。
常用函数式接口
// 1. Consumer：接收一个参数，不返回结果
Consumer<String> printer = s -> System.out.println(s);
// 2. Function：接收一个参数，返回一个结果
Function<String, Integer> lengthFunc = s -> s.length();
// 3. Predicate：接收一个参数，返回布尔值
Predicate<String> isEmpty = s -> s.isEmpty();
// 4. Supplier：不接收参数，返回一个结果
Supplier<Double> random = () -> Math.random();自定义函数式接口
@FunctionalInterface
interface MathOperation {
int operate(int a, int b);
// 可以有默认方法
default int operateDouble(int a, int b) {
return operate(a, b) * 2;
}
}
// 使用自定义函数式接口
MathOperation add = (a, b) -> a + b;
MathOperation multiply = (a, b) -> a * b;三、Stream API详解
Stream API提供了一种声明式的方式来处理数据集合。
Stream操作基础
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");
// 创建流
Stream<String> stream = names.stream();
// 链式操作
List<String> filteredNames = names.stream()
.filter(name -> name.length() > 4) // 过滤
.map(String::toUpperCase) // 转换
.sorted() // 排序
.collect(Collectors.toList()); // 收集结果常用Stream操作
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
// 1. 筛选和切片
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
.filter(n -> n % 2 == 0)
.collect(Collectors.toList());
// 2. 映射
List<String> numberStrings = numbers.stream()
.map(String::valueOf)
.collect(Collectors.toList());
// 3. 归约
int sum = numbers.stream()
.reduce(0, Integer::sum);
// 4. 收集
Map<Boolean, List<Integer>> evenOddMap = numbers.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(n -> n % 2 == 0));四、并行流和性能优化
并行流使用
// 将顺序流转换为并行流
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.parallelStream()
.mapToInt(Integer::intValue)
.sum();
// 复杂操作的并行处理
List<String> processedData = bigList.parallelStream()
.filter(item -> item != null)
.map(item -> processItem(item))
.collect(Collectors.toList());性能优化建议
// 1. 避免在并行流中使用有状态操作
// 不好的例子
AtomicInteger counter = new AtomicInteger();
stream.parallel().forEach(item -> counter.incrementAndGet());
// 2. 使用适当的数据结构
// 好的例子
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
// 不好的例子
LinkedList<Integer> linkedList = new LinkedList<>();五、Optional类使用
Optional类是用来防止空指针异常的容器对象。
// 创建Optional对象
Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
Optional<String> empty = Optional.empty();
Optional<String> nullable = Optional.ofNullable(null);
// 安全地获取值
String result = optional.orElse("Default");
String result2 = optional.orElseGet(() -> "Computed Default");
String result3 = optional.orElseThrow(() -> new RuntimeException("Value not present"));
// 链式操作
Optional<String> name = Optional.ofNullable(user)
.map(User::getAddress)
.map(Address::getCity)
.map(City::getName);最佳实践建议 💡
- Lambda表达式
- 保持简短和清晰
- 避免在Lambda中使用复杂的逻辑
- 适当使用方法引用
- Stream操作
- 使用合适的终端操作
- 注意流操作的顺序
- 避免过度使用Stream
- 并行流
- 在适当的场景使用并行流
- 注意数据量和计算复杂度
- 考虑线程安全性
常见陷阱提醒 ⚠️
- Lambda陷阱
// 错误：在Lambda中修改外部变量
int sum = 0;
list.forEach(i -> sum += i); // 编译错误- Stream陷阱
// 错误：重复使用Stream
Stream<String> stream = list.stream();
stream.forEach(System.out::println);
stream.forEach(System.out::println); // IllegalStateException- Optional陷阱
// 错误：不恰当的Optional使用
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(str);
if (optional.isPresent()) { // 不推荐
return optional.get();
} else {
return "default";
}
// 正确方式
return optional.orElse("default");函数式编程特性大大提升了Java的表达能力和代码简洁性。合理使用这些特性可以写出更加优雅和高效的代码。