详解Java8中的lambda表达式、::符号和Optional类_Java教程

Java8中的lambda表达式、::符号和Optional类

0. 函数式编程

函数式编程（Functional Programming）属于编程范式（Programming Paradigm）中的用语，此外还有命令式编程（Imperative Programing）等，有兴趣的同学可以自行了解，我们这里大概解释一下函数式编程，在函数式编程中，输入一旦确定了，输出都确定了，函数调用的结果只依赖于传入的输入变量和内部逻辑，不依赖于外部，这样的写出的函数没有副作用。举个例子：

				?

									public class Person{

									 private int a = 1;

									 public int add(int b){

									  return a + b;

									 }

									 public int pow(int c){

									  return c * c;

									 }

									 public static void main(String[] args){

									  Person p = new Person();

									  p.add(1);

									  p.pow(2);

									 }

									}

上面代码中add(int b)这个方法就不符合函数式编程，这个函数调用后的结果不确定，它的结果不仅取决于b还取决于字段a。而pow(int c)这函数就是符合函数式编程的典范，只要调用它，输入的值c确定了返回值就肯定确定了。
在函数式编程中，函数也是一等公民，可以被当做参数传递，可以被赋值，被引用，可以把它当做一种数据类型来对待，如果你会使用javascript之类的语言就可以有更深的体会。如果要深入了解这种编程范式可以自行网上搜素资料了解。

1. lambda表达式

lambda表达式是jdk8中的新特性，上面讲函数式编程就是引入这个，oracle在jdk8中引入了lambda，从此Java中开始对函数式编程的部分支持。
Java中lambda表达式的语法结构：(params) -> expression。由三部分构成，第一部分是括号以及括号内部的形式参数，第二部分是"->"箭头符号，第三部分是expression方法体，方法体可以是代码块也可以是执行表达式。

				?

									//1. lambda表达式的完整形态：有输入参数，有返回值，有代码块。

									(int a, int b) -> {

									 int c = a + b;

									 return c;

									}

									//2. lambda表达式在某些情况也可以省略一部分

									 //2.1 当代码块不需要返回值的 时候可以省略return语句

									  (int a, int b) -> {

									  int c = a + b;

									 }

									 //2.2 当代码块只有一句的时候可以省略大括号

									  //并且这种情况默认返回这一句代码的执行结果

									 (int a, int b) -> a + b; // 同1具有同样的作用

									 //2.3 形参的类型可以根据函数式接口的里面的方法声明自行推断

									  //可以省略形参类型

									 (a, b) -> a + b; // 同1，2.2具有同样的效果

									 //2.4 当只有一个参数的时候可以省略，形参的小括号

									 a -> a * a;

接下来展示一个从定义接口到使用lambda表达式的代码

				?

									/**

									 * description:

									 *

									 * @author waxxd

									 * @version 1.0

									 * @date 2019-10-15

									 **/

									public class Test1 {

									 private int a = 1;

									 private int b = 2;

									 /**

									  * 这个方法需要一个IAdd类型的参数

									  * @param add

									  * @return

									  **/

									 public int add1(IAdd add){

									  return add.add(a,b);

									 }

									 public static void main(String[] args) {

									  Test1 test1 = new Test1();

									  // 使用lambda表达式

									  int c = test1.add1((a, b) -> a + b);

									  System.out.println(c);

									  // 使用匿名类

									  int d = test1.add1(new IAdd(){

									   @Override

									   public int add(int a, int b){

									    return a + b;

									   }

									  });

									  System.out.println(d);

									 }

									}

									/**

									 * description:

									 *   函数式接口，里面抽象方法只能有一个

									 * @author waxxd

									 * @version 1.0

									 * @date 2019-10-15

									 **/

									@FunctionalInterface

									public interface IAdd {

									 int add(int a, int b);

									}

可以看见使用lambda表达式的方式相对于匿名类代码会精简优雅很多，下面给出一个经常使用的例子，创建线程：

				?

									public class Test(){

									 public static void main(String[] args) {

									  Thread t1 = new Thread(new Runable(){

									   System.out.println("使用匿名类的方式创建线程");

									  });

									  Thread t2 = new Thread( () -> System.out.println("使用lambda方式创建线程"));

									  t1.start();

									  t2.start();

									 } 

									}

2. 双冒号::符号

这个符号第一次看见是在c++里面，在c++里面是一个类似标识作用域解析符号或者范围的符号，描述可能不准确，对c++有兴趣的同学可以自行查找。如果了解c++，这个操作符号就勉强类似类似在c++中函数指针，::在Java里面也可以叫做方法引用，就上面说的函数也是一等公民，这里就类似把方法作为参数传入。前面的例子我们使用lambda表达式都类似使用匿名类实现接口的方法，然而还有一种情况我们并不想要自己去实现接口的方法，只是想传进去一个已经有过实现了的方法，就可以使用::,它的语法规则如下：
类名::静态方法名或者类的实例::实例方法。

				?

									List<File> list = new ArrayList<>;

									list.forEach(File::getName); // 使用双冒号传递一个函数进来,

									list.forEach( file -> file.getName()); // 使用正常的lambda表达式

3. Optional类

Optional也是jdk8中的一个新的类的，它给予我们更加优雅的方式来处理Java语言中的NPE异常。可以从一定程度上代替if判断, 介绍相关接口:

empty 创建一个空的Optional对象
of 和ofNullable

of创建一个Optional对象, 如果传入的参数为空则跑出NPE异常.
ofNullable和上面一样, 但是当传入参数为空的时候会调用empty方法创建一个空Optional对象.

				?

									Optional<String> of = Optional.of("waxxd");

									// 传入空参数会抛出NullPointerException异常

									Optional<String> ofNull = Optional.of(null); 

									// 以下两句都正常执行

									Optional<String> ofNullable = Optional.ofNullable("waxxd");

									// 参数为空的时候相当调用Optional.empty()

									Optional<String> ofNullableNull = Optional.ofNullable(null);

get/orElse/orElseGet/orElseThrow

				?

									// get 获取Option包裹的值如果值为null则抛出NoSuchElementException异常

									String aa = Optional.of("aa").get();

									// orElse 获取值如果值为空则返回orElse设置的默认值

									String aa1 = Optional.of("aa").orElse("bb");

									// orElseGet 获取值如果值为空则内部可以是一个实现Supplier接口的匿名内部类调用提供返回结果

									String aa2 = Optional.of("aa").orElseGet( () -> "aaa".toUpperCase());

									// orElseThrow获取值如果不存在则抛出后面的异常

									Optional.empty().orElseThrow(IllegalArgumentException::new);

									// 实际的应用, 也就是上文所说的如何优化if

									// 比如你有个接口, 用户传入参数Integer type, 用户也可以选择不传, 不传我们为它设置默认值1

									public void f(Integer type){

									    if(type = null) {

									        type = 1;

									    }

									    Optional.ofNullable(type).orElse(1);

									}