Lambdas 和 Streams

Java 8 的新特性,有哪些?
  • 为了更易于创建函数对象,加入了 functional interfaces, lambdas 和 method references
  • 为了处理序列数据元素,加入了 Streams API
解释一下 function types
  • 只含有一个抽象方法的接口或抽象类
解释一下 function objects
  • function types的实例,相当于 functions 或者 actions
解释一下 functional interfaces
  • 只含有一个抽象方法的接口
在创建函数对象时,为什么优先使用lambdas,而不使用匿名类
  • 使用匿名类的实例作为函数对象,已经过时
  • 匿名类冗长,Lambdas 支持类型推断,更简洁
举几个例子,说明Lambdas比匿名类好用
Collections.sort(words, new Comparator<String>() {
    public int compare(String s1, String s2) {
        return Integer.compare(s1.length(), s2.length());
    }
});
Collections.sort(words,
        (s1, s2) -> Integer.compare(s1.length(), s2.length()));
Collections.sort(words, comparingInt(String::length));
words.sort(comparingInt(String::length));
使用Lambdas的注意事项
  • 由于Lambdas 缺少 names 和 documentation,如果一次计算不是自解释性的,或者超过3行,则最好不要放在Lambdas里。
  • 只有在创建 functional interfaces 的实例时,才建议使用Lambdas
  • Lambdas 和 匿名类一样,你不应该去序列化以及反序列化它们,如果你想序列化或反序列化一个function object,则使用一个 private static nested class
什么时候只能使用匿名类,而不能使用lambdas
  • lambdas只限于functional interfaces,如果想创建含有多个抽象方法的实例,则要使用匿名类
  • lambda不能获取对自己的引用,在lambdas中, this关键字指的是enclosing instance,在匿名类中,this关键字指的是anonymous class instance。
为什么优先使用method references,而不是lambdas
  • 举个java8 Map接口中的merge方法的例子,第一行是使用lambdas,第二行是使用method references
map.merge(key, 1, (count, incr) -> count + incr);
map.merge(key, 1, Integer::sum);
  • method references 往往能生成更简洁清晰的代码,如果一个lambdas的代码片段太长或太复杂,可以把这段代码抽出来生成一个新方法,可以对该新方法起个好名字,然后把lambdas替换成对该新方法的引用
  • method 和 lambda在同一个类中时,或者使用Function接口中的identity方法,此时应该优先使用lambda,如下:
service.execute(GoshThisClassNameIsHumongous::action);

等价于

service.execute(() -> action());

相似地,

Function.identity()

等价于

x -> x
有哪几种方法引用?
  • Static引用
Integer::parseInt

对应的Lambda

str -> Integer.parseInt(str)
  • Bound引用
Instant.now()::isAfter

对应的Lambda

Instant then = Instant.now(); 
t -> then.isAfter(t)
  • Unbound引用
String::toLowerCase

对应的Lambda

str -> str.toLowerCase()
  • Class Constructor引用
TreeMap<K,V>::new

对应的Lambda

() -> new TreeMap<K,V>
  • Array Constructor 引用
int[]::new

对应的Lambda

len -> new int[len]
优先使用 standard functional interfaces, 说说你对java.util.function.Function中的函数接口的了解
  • java.util.Function中一共有43个函数接口,可以概括成6种基本函数接口,从这6种基础接口,可以推导出其他接口,同时每一种基本接口,都有对原始类型int, long 和 double的变体,6种基本函数接口如下:
Interface Function Signature Example
UnaryOperator<T> T apply(T t) String::toLowerCase
BinaryOperator<T> T apply(T t1, T t2) BigInteger::add
Predicate<T> boolean test(T t) Collection::isEmpty
Function<T,R> R apply(T t) Arrays::asList
Supplier<T> T get() Instant::now
Consumer<T> void accept(T t) System.out::println
在使用Streams API时,应该注意什么?
  • 使用流,是为了让程序变得更shorter and clearer,如果流使你的程序在简洁的基础上,又便于阅读和维护,那么就去用它,否则就远离它
  • 滥用流,会让程序变得难以阅读和维护
  • 用 流 替换 loop 时,也要注意代码的可读性和维护性的问题
  • forEach函数应该仅仅用于report流计算的结果,而不应该执行计算
在流中,如何使用无副作用的函数
  • 不要使用下面的方式实例化frequency table
Map<String, Long> freq = new HashMap<>();
try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
    words.forEach(word -> {
        freq.merge(word.toLowerCase(), 1L, Long::sum);
    });
}
  • 应该使用下面的方式实例化frequency table
Map<String, Long> freq;
try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
    freq = words
        .collect(groupingBy(String::toLowerCase, counting()));
} 
  • 应该使用下面方式获取 top10 words from a frequency table
List<String> topTen = freq.keySet().stream()
    .sorted(comparing(freq::get).reversed())
    .limit(10)
    .collect(toList());
  • 使用 toMap collector 来构建一个<string, enum> 的 map
private static final Map<String, Operation> stringToEnum =
    Stream.of(values()).collect(
        toMap(Object::toString, e -> e));
  • 使用 toMap collector 生成针对key的特定的value的map
Map<Artist, Album> topHits = albums.collect(
   toMap(Album::artist, a->a, maxBy(comparing(Album::sales))));

Collector to impose last-write-wins policy

toMap(keyMapper, valueMapper, (v1, v2) -> v2)
  • groupingBy的简单使用
words.collect(groupingBy(word -> alphabetize(word)))
Map<String, Long> freq = words
        .collect(groupingBy(String::toLowerCase, counting()));
  • 多关注 java.util.stream.Collectors中的静态方法
为了同时提供使用 iteration 和 stream 的功能,应该优先使用Collection作为返回类型,而不是Stream
谨慎使用streams parallel,在使用时应该注意的问题
  • 现在的Java,写concurrent programs 越来越简单,但写出 correct 以及 fast 的 concurrent programs 依旧很难
  • 不要盲目的 parallelize stream pipelines
  • 如果流的源头来自Stream.iterate或者在中间操作中使用limit,那么parallelizing a pipeline 不会提高性能
  • 如果流的源头是 ArrayList, HashMap, HashSet, ConcurrentHashMap instances;arrays; int ranges; long ranges,那么parallelizing a pipeline 可能会提高性能
  • parallelizing a stream 不但很可能造成差的性能,它还可能导致不正确的结果和不可预测的行为
  • 总之,不要轻易 parallelize a stream pipeline
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