Java 8 新特性
Java 8 (又称为 jdk 1.8) 是 Java 语言开发的一个主要版本。 Oracle 公司于 2014 年 3 月 18 日发布 Java 8 ,它支持函数式编程,新的 JavaScript 引擎,新的日期 API,新的Stream API 等。
新特性
Java8 新增了非常多的特性,我们主要讨论以下几个:
- Lambda 表达式 − Lambda 允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递到方法中)。
- 方法引用 − 方法引用提供了非常有用的语法,可以直接引用已有Java类或对象(实例)的方法或构造器。与lambda联合使用,方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。
- 默认方法 − 默认方法就是一个在接口里面有了一个实现的方法。
- 新工具 − 新的编译工具,如:Nashorn引擎 jjs、 类依赖分析器jdeps。
- Stream API −新添加的Stream API(java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。
- Date Time API − 加强对日期与时间的处理。
- Optional 类 − Optional 类已经成为 Java 8 类库的一部分,用来解决空指针异常。
- Nashorn, JavaScript 引擎 − Java 8提供了一个新的Nashorn javascript引擎,它允许我们在JVM上运行特定的javascript应用。
更多的新特性可以参阅官网:What’s New in JDK 8
编程风格
Java 8 希望有自己的编程风格,并与 Java 7 区别开,以下实例展示了 Java 7 和 Java 8 的编程格式:
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
List<String> names1 = new ArrayList<String>();
names1.add("Google ");
names1.add("Runoob ");
names1.add("Taobao ");
names1.add("Baidu ");
names1.add("Sina ");
List<String> names2 = new ArrayList<String>();
names2.add("Google ");
names2.add("Runoob ");
names2.add("Taobao ");
names2.add("Baidu ");
names2.add("Sina ");
Java8Tester tester = new Java8Tester();
System.out.println("使用 Java 7 语法: ");
tester.sortUsingJava7(names1);
System.out.println(names1);
System.out.println("使用 Java 8 语法: ");
tester.sortUsingJava8(names2);
System.out.println(names2);
}
// 使用 java 7 排序
private void sortUsingJava7(List<String> names){
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
@Override
public int compare(String s1, String s2) {
return s1.compareTo(s2);
}
});
}
// 使用 java 8 排序
private void sortUsingJava8(List<String> names){
Collections.sort(names, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));
}
}
执行以上脚本,输出结果为:
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
使用 Java 7 语法:
[Baidu , Google , Runoob , Sina , Taobao ]
使用 Java 8 语法:
[Baidu , Google , Runoob , Sina , Taobao ]
Lambda 表达式
Lambda 表达式,也可称为闭包,它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。
Lambda 允许把函数作为一个方法的参数(函数作为参数传递进方法中)。
使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。
语法
Lambda 表达式的语法格式如下:
(parameters) -> expression
// 或
(parameters) -> { statements; }
以下是 Lambda 表达式的重要特征:
- 可选类型声明:不需要声明参数类型,编译器可以统一识别参数值。
- 可选的参数圆括号:一个参数无需定义圆括号,但多个参数需要定义圆括号。
- 可选的大括号:如果主体包含了一个语句,就不需要使用大括号。
- 可选的返回关键字:如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值,大括号需要指定明表达式返回了一个数值。
例子
// 1. 不需要参数,返回值为 5
() -> 5
// 2. 接收一个参数(数字类型),返回其2倍的值
x -> 2 * x
// 3. 接受2个参数(数字),并返回他们的差值
(x, y) -> x – y
// 4. 接收2个int型整数,返回他们的和
(int x, int y) -> x + y
// 5. 接受一个 string 对象,并在控制台打印,不返回任何值(看起来像是返回void)
(String s) -> System.out.print(s)
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
Java8Tester tester = new Java8Tester();
// 类型声明
MathOperation addition = (int a, int b) -> a + b;
// 不用类型声明
MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b;
// 大括号中的返回语句
MathOperation multiplication = (int a, int b) -> { return a * b; };
// 没有大括号及返回语句
MathOperation division = (int a, int b) -> a / b;
System.out.println("10 + 5 = " + tester.operate(10, 5, addition));
System.out.println("10 - 5 = " + tester.operate(10, 5, subtraction));
System.out.println("10 x 5 = " + tester.operate(10, 5, multiplication));
System.out.println("10 / 5 = " + tester.operate(10, 5, division));
// 不用括号
GreetingService greetService1 = message ->
System.out.println("Hello " + message);
// 用括号
GreetingService greetService2 = (message) ->
System.out.println("Hello " + message);
greetService1.sayMessage("Runoob");
greetService2.sayMessage("Google");
}
interface MathOperation {
int operation(int a, int b);
}
interface GreetingService {
void sayMessage(String message);
}
private int operate(int a, int b, MathOperation mathOperation){
return mathOperation.operation(a, b);
}
}
执行以上脚本,输出结果为:
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
10 + 5 = 15
10 - 5 = 5
10 x 5 = 50
10 / 5 = 2
Hello Runoob
Hello Google
使用 Lambda 表达式需要注意以下两点:
- Lambda 表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口,例如,一个简单方法接口。在上面例子中,我们使用各种类型的Lambda表达式来定义MathOperation接口的方法。然后我们定义了sayMessage的执行。
- Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦,并且给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。
变量作用域
Lambda 表达式只能引用标记了 final 的外层局部变量,这就是说不能在 Lambda 内部修改定义在域外的局部变量,否则会编译错误。
public class Java8Tester {
final static String salutation = "Hello! ";
public static void main(String args[]){
GreetingService greetService1 = message ->
System.out.println(salutation + message);
greetService1.sayMessage("Runoob");
}
interface GreetingService {
void sayMessage(String message);
}
}
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
Hello! Runoob
我们也可以直接在 Lambda 表达式中访问外层的局部变量:
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]) {
final int num = 1;
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2); // 输出结果为 3
}
public interface Converter<T1, T2> {
void convert(int i);
}
}
Lambda 表达式的局部变量可以不用声明为 final,但是必须不可被后面的代码修改(即隐性的具有 final 的语义)
int num = 1;
Converter<Integer, String> s = (param) -> System.out.println(String.valueOf(param + num));
s.convert(2);
num = 5;
//报错信息:Local variable num defined in an enclosing scope must be final or effectively final
在 Lambda 表达式当中不允许声明一个与局部变量同名的参数或者局部变量。
String first = "";
Comparator<String> comparator = (first, second) -> Integer.compare(first.length(), second.length());
// 编译会出错
方法引用
方法引用通过方法的名字来指向一个方法。
方法引用可以使语言的构造更紧凑简洁,减少冗余代码。
方法引用使用一对冒号 ::
。
下面,我们在 Car 类中定义了 4 个方法作为例子来区分 Java 中 4 种不同方法的引用。
package com.runoob.main;
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
T get();
}
class Car {
// Supplier是jdk1.8的接口,这里和lamda一起使用了
public static Car create(final Supplier<Car> supplier) {
return supplier.get();
}
public static void collide(final Car car) {
System.out.println("Collided " + car.toString());
}
public void follow(final Car another) {
System.out.println("Following the " + another.toString());
}
public void repair() {
System.out.println("Repaired " + this.toString());
}
}
- 构造器引用:它的语法是Class::new,或者更一般的Class< T >::new实例如下:
final Car car = Car.create( Car::new );
final List< Car > cars = Arrays.asList( car );
- 静态方法引用:它的语法是Class::static_method,实例如下:
cars.forEach( Car::collide );
- 特定类的任意对象的方法引用:它的语法是Class::method实例如下:
cars.forEach( Car::repair );
- 特定对象的方法引用:它的语法是instance::method实例如下:
final Car police = Car.create( Car::new );
cars.forEach( police::follow );
示例
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
List names = new ArrayList();
names.add("Google");
names.add("Runoob");
names.add("Taobao");
names.add("Baidu");
names.add("Sina");
names.forEach(System.out::println);
}
}
实例中我们将 System.out::println 方法作为静态方法来引用。
执行以上脚本,输出结果为:
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
Google
Runoob
Taobao
Baidu
Sina
函数式接口
函数式接口(Functional Interface)就是一个有且仅有一个抽象方法,但是可以有多个非抽象方法的接口。
函数式接口可以被隐式转换为 Lambda 表达式。
Lambda 表达式和方法引用(实际上也可认为是Lambda表达式)上。
如定义了一个函数式接口如下:
@FunctionalInterface
interface GreetingService
{
void sayMessage(String message);
}
那么就可以使用Lambda表达式来表示该接口的一个实现(注:JAVA 8 之前一般是用匿名类实现的):
GreetingService greetService1 = message -> System.out.println("Hello " + message);
函数式接口可以对现有的函数友好地支持 lambda。
JDK 1.8 之前已有的函数式接口:
- java.lang.Runnable
- java.util.concurrent.Callable
- java.security.PrivilegedAction
- java.util.Comparator
- java.io.FileFilter
- java.nio.file.PathMatcher
- java.lang.reflect.InvocationHandler
- java.beans.PropertyChangeListener
- java.awt.event.ActionListener
- javax.swing.event.ChangeListener
JDK 1.8 新增加的函数接口:
- java.util.function
java.util.function 它包含了很多类,用来支持 Java的 函数式编程,该包中的函数式接口有:
序号 | 接口 & 描述 |
---|---|
1 | BiConsumer代表了一个接受两个输入参数的操作,并且不返回任何结果 |
2 | BiFunction代表了一个接受两个输入参数的方法,并且返回一个结果 |
3 | BinaryOperator代表了一个作用于于两个同类型操作符的操作,并且返回了操作符同类型的结果 |
4 | BiPredicate代表了一个两个参数的boolean值方法 |
5 | BooleanSupplier代表了boolean值结果的提供方 |
6 | Consumer代表了接受一个输入参数并且无返回的操作 |
7 | DoubleBinaryOperator代表了作用于两个double值操作符的操作,并且返回了一个double值的结果。 |
8 | DoubleConsumer代表一个接受double值参数的操作,并且不返回结果。 |
9 | DoubleFunction代表接受一个double值参数的方法,并且返回结果 |
10 | DoublePredicate代表一个拥有double值参数的boolean值方法 |
11 | DoubleSupplier代表一个double值结构的提供方 |
12 | DoubleToIntFunction接受一个double类型输入,返回一个int类型结果。 |
13 | DoubleToLongFunction接受一个double类型输入,返回一个long类型结果 |
14 | DoubleUnaryOperator接受一个参数同为类型double,返回值类型也为double 。 |
15 | Function接受一个输入参数,返回一个结果。 |
16 | IntBinaryOperator接受两个参数同为类型int,返回值类型也为int 。 |
17 | IntConsumer接受一个int类型的输入参数,无返回值 。 |
18 | IntFunction接受一个int类型输入参数,返回一个结果 。 |
19 | IntPredicate:接受一个int输入参数,返回一个布尔值的结果。 |
20 | IntSupplier无参数,返回一个int类型结果。 |
21 | IntToDoubleFunction接受一个int类型输入,返回一个double类型结果 。 |
22 | IntToLongFunction接受一个int类型输入,返回一个long类型结果。 |
23 | IntUnaryOperator接受一个参数同为类型int,返回值类型也为int 。 |
24 | LongBinaryOperator接受两个参数同为类型long,返回值类型也为long。 |
25 | LongConsumer接受一个long类型的输入参数,无返回值。 |
26 | LongFunction接受一个long类型输入参数,返回一个结果。 |
27 | LongPredicateR接受一个long输入参数,返回一个布尔值类型结果。 |
28 | LongSupplier无参数,返回一个结果long类型的值。 |
29 | LongToDoubleFunction接受一个long类型输入,返回一个double类型结果。 |
30 | LongToIntFunction接受一个long类型输入,返回一个int类型结果。 |
31 | LongUnaryOperator接受一个参数同为类型long,返回值类型也为long。 |
32 | ObjDoubleConsumer接受一个object类型和一个double类型的输入参数,无返回值。 |
33 | ObjIntConsumer接受一个object类型和一个int类型的输入参数,无返回值。 |
34 | ObjLongConsumer接受一个object类型和一个long类型的输入参数,无返回值。 |
35 | Predicate接受一个输入参数,返回一个布尔值结果。 |
36 | Supplier无参数,返回一个结果。 |
37 | ToDoubleBiFunction接受两个输入参数,返回一个double类型结果 |
38 | ToDoubleFunction接受一个输入参数,返回一个double类型结果 |
39 | ToIntBiFunction接受两个输入参数,返回一个int类型结果。 |
40 | ToIntFunction接受一个输入参数,返回一个int类型结果。 |
41 | ToLongBiFunction接受两个输入参数,返回一个long类型结果。 |
42 | ToLongFunction接受一个输入参数,返回一个long类型结果。 |
43 | UnaryOperator接受一个参数为类型T,返回值类型也为T。 |
示例
Predicate
该接口包含多种默认方法来将Predicate组合成其他复杂的逻辑(比如:与,或,非)。
该接口用于测试对象是 true 或 false。
我们可以通过以下实例(Java8Tester.java)来了解函数式接口 Predicate
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
// Predicate<Integer> predicate = n -> true
// n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
// n 如果存在则 test 方法返回 true
System.out.println("输出所有数据:");
// 传递参数 n
eval(list, n->true);
// Predicate<Integer> predicate1 = n -> n%2 == 0
// n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
// 如果 n%2 为 0 test 方法返回 true
System.out.println("输出所有偶数:");
eval(list, n-> n%2 == 0 );
// Predicate<Integer> predicate2 = n -> n > 3
// n 是一个参数传递到 Predicate 接口的 test 方法
// 如果 n 大于 3 test 方法返回 true
System.out.println("输出大于 3 的所有数字:");
eval(list, n-> n > 3 );
}
public static void eval(List<Integer> list, Predicate<Integer> predicate) {
for(Integer n: list) {
if(predicate.test(n)) {
System.out.println(n + " ");
}
}
}
}
执行以上脚本,输出结果为:
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
输出所有数据:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
输出所有偶数:
2
4
6
8
输出大于 3 的所有数字:
4
5
6
7
8
9
默认方法
Java 8 新增了接口的默认方法。
简单说,默认方法就是接口可以有实现方法,而且不需要实现类去实现其方法。
我们只需在方法名前面加个 default 关键字即可实现默认方法。
为什么要有这个特性?
首先,之前的接口是个双刃剑,好处是面向抽象而不是面向具体编程,缺陷是,当需要修改接口时候,需要修改全部实现该接口的类,目前的 Java 8 之前的集合框架没有 foreach 方法,通常能想到的解决办法是在JDK里给相关的接口添加新的方法及实现。然而,对于已经发布的版本,是没法在给接口添加新方法的同时不影响已有的实现。所以引进的默认方法。他们的目的是为了解决接口的修改与现有的实现不兼容的问题。
语法
一个默认方法
public interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}
}
多个默认方法
一个接口有默认方法,考虑这样的情况,一个类实现了多个接口,且这些接口有相同的默认方法,以下实例说明了这种情况的解决方法:
public interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}
}
public interface FourWheeler {
default void print(){
System.out.println("我是一辆四轮车!");
}
}
第一个解决方案是创建自己的默认方法,来覆盖重写接口的默认方法:
public class Car implements Vehicle, FourWheeler {
default void print(){
System.out.println("我是一辆四轮汽车!");
}
}
第二种解决方案可以使用 super 来调用指定接口的默认方法:
public class Car implements Vehicle, FourWheeler {
public void print(){
Vehicle.super.print();
}
}
静态默认方法
Java 8 的另一个特性是接口可以声明(并且可以提供实现)静态方法。例如:
public interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}
// 静态方法
static void blowHorn(){
System.out.println("按喇叭!!!");
}
}
示例
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
Vehicle vehicle = new Car();
vehicle.print();
}
}
interface Vehicle {
default void print(){
System.out.println("我是一辆车!");
}
static void blowHorn(){
System.out.println("按喇叭!!!");
}
}
interface FourWheeler {
default void print(){
System.out.println("我是一辆四轮车!");
}
}
class Car implements Vehicle, FourWheeler {
public void print(){
Vehicle.super.print();
FourWheeler.super.print();
Vehicle.blowHorn();
System.out.println("我是一辆汽车!");
}
}
执行以上脚本,输出结果为:
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
我是一辆车!
我是一辆四轮车!
按喇叭!!!
我是一辆汽车!