Java 学习笔记 基础篇 013 新特性

测试方式

DK版本的里程碑

• JDK 5.0：引入了泛型、增强的for循环、自动装箱/拆箱、枚举类型、可变参数、静态导入、注解等。
• JDK 8.0：引入了Lambda表达式、函数式接口、Stream API、新的日期时间API（java.time）、默认方法、Optional类等。
• JDK 9.0（2017年9月）：引入模块化系统（Project Jigsaw）、JShell（交互式编程工具）、改进的JVM编译器接口等。从此版本开始，每半年发布一个新的版本。
• JDK 11（2018年9月）：引入了新的字符串方法、HTTP Client API、局部变量类型推断（var）等。此版本为长期支持（LTS）版本。
• JDK 17（2021年9月）：引入了新的语言特性和API改进，此版本也是长期支持（LTS）版本。

如何学习新特性

角度1：新的语法规则（多关注）

• 自动装箱、自动拆箱：简化了基本类型和包装类型之间的转换。
• 注解：提供了元数据的支持。
• enum：引入枚举类型。
• Lambda表达式：简化了匿名内部类的使用，增强了函数式编程的能力。
• 方法引用：简化了方法调用的语法。
• switch表达式：增强了switch语句的功能。
• try-catch变化：改进了异常处理机制。
• record：引入了一种简洁的类定义方式。

角度2：增加、过时、删除API

• StringBuilder：替代StringBuffer，提供了更高效的字符串操作。
• ArrayList：增强了集合框架的功能。
• 新的日期时间API：提供了更强大和灵活的日期时间处理能力。
• Optional：解决了空指针异常的问题。

角度3：底层的优化、JVM参数的调整、GC的变化、内存结构

• 底层优化：包括性能提升和安全性增强。
• JVM参数的调整：提供了更多的配置选项。
• GC的变化：引入了新的垃圾回收器，如G1、ZGC等。
• 内存结构：从永久代（PermGen）转变为元空间（Metaspace），提高了内存管理的效率。

jjs 直接运行 js 脚本

（重要）Lambda 表达式

凡是确定的都可以删掉

方法应用和表达式

Lambda表达式的使用举例

1. 使用举例

java

(o1, o2) -> Integer.compare(o1, o2);

这个例子展示了一个简单的Lambda表达式，用于比较两个整数。

2. Lambda表达式的格式举例

Lambda表达式的格式如下：

java

(parameters) -> expression

或者

java

(parameters) -> { statements; }

示例：

java

(int x, int y) -> x + y

或者

java

(String s) -> { System.out.println(s); }

3. Lambda表达式的格式

Lambda操作符或箭头操作符 -> 将Lambda表达式分为两部分：

• 左边：Lambda形参列表，对应着要重写的接口中的抽象方法的形参列表。
• 右边：Lambda体，对应着接口的实现类要重写的方法的方法体。

Lambda表达式的本质

Lambda表达式的本质是对接口的实现。它提供了一种简洁的语法来实现函数式接口（即只有一个抽象方法的接口）。Lambda表达式可以看作是匿名内部类的一种简化形式。

Lambda表达式的本质

• 万事万物皆对象：Lambda表达式作为接口的实现类的对象。
• 匿名函数：Lambda表达式是一个匿名函数，没有名称，但有参数列表和函数体。

函数式接口

5.1 什么是函数式接口？为什么需要函数式接口？

• 函数式接口：如果接口中只声明有一个抽象方法，则此接口就称为函数式接口。
• 需要函数式接口的原因：只有给函数式接口提供实现类的对象时，我们才可以使用Lambda表达式。

5.2 API中函数式接口所在的包

• java.util.function：JDK 8中声明的函数式接口都在java.util.function包下。

5.3 4个基本的函数式接口

Consumer：接受一个输入参数并且不返回结果。

1. java

Consumer<String> consumer = s -> System.out.println(s);
consumer.accept("Hello, World!");

Supplier：不接受任何参数，返回一个结果。

2. java

Supplier<String> supplier = () -> "Hello, World!";
System.out.println(supplier.get());

Function<T, R>：接受一个输入参数，返回一个结果。

3. java

Function<Integer, String> function = i -> "Number: " + i;
System.out.println(function.apply(5));

Predicate：接受一个输入参数，返回一个布尔值。

4. java

Predicate<Integer> predicate = i -> i > 0;
System.out.println(predicate.test(5)); // true

Lambda表达式的语法规则总结

无参数，无返回值：

1. java

() -> System.out.println("Hello, World!");

一个参数，无返回值：

2. java

(x) -> System.out.println(x);

多个参数，有返回值：

3. java

(x, y) -> x + y;

Lambda体中有多条语句：

4. java

(x, y) -> {
    int sum = x + y;
    return sum;
};

Lambda表达式的参数类型可以省略：

5. java

(x, y) -> x + y;

四个基本的函数式接口

4个基本的函数式接口

接口及其对应的抽象方法

1. 消费型接口：Consumer
   • 抽象方法：void accept(T t)
   • 作用：对给定的参数执行某种操作，不返回结果。

示例：

- java

Consumer<String> consumer = s -> System.out.println(s);
consumer.accept("Hello, World!");

2. 供给型接口：Supplier
   • 抽象方法：T get()
   • 作用：提供一个结果，不接受参数。

示例：

- java

Supplier<String> supplier = () -> "Hello, World!";
System.out.println(supplier.get());

3. 函数型接口：Function<T, R>
   • 抽象方法：R apply(T t)
   • 作用：对给定的参数进行处理，并返回一个结果。

示例：

- java

Function<Integer, String> function = i -> "Number: " + i;
System.out.println(function.apply(5));

4. 判断型接口：Predicate
   • 抽象方法：boolean test(T t)
   • 作用：对给定的参数进行判断，返回一个布尔值。

示例：

- java

Predicate<Integer> predicate = i -> i > 0;
System.out.println(predicate.test(5)); // true

这些函数式接口在Java 8中引入，位于java.util.function包下，极大地简化了代码的编写，提高了代码的可读性和可维护性。

Lambda表达式的语法规则总结

左边：Lambda形参列表

• 参数类型省略：参数的类型可以省略，编译器会根据上下文推断参数类型。

单个参数省略括号：如果形参只有一个，则一对 () 也可以省略。

• java

// 示例
(x) -> x * x
x -> x * x

右边：Lambda体

• 单行语句省略大括号：如果方法体中只有一行执行语句，则一对 {} 可以省略。

省略return关键字：如果有 return 关键字，则必须一并省略。

• java

// 示例
(x, y) -> x + y
(x, y) -> {
    return x + y;
}

示例代码

java

// 无参数，无返回值
() -> System.out.println("Hello, World!");

// 一个参数，无返回值
x -> System.out.println(x);

// 多个参数，有返回值
(x, y) -> x + y;

// Lambda体中有多条语句
(x, y) -> {
    int sum = x + y;
    return sum;
};

方法引用的理解

1. 举例

java

Integer::compare;

这个例子展示了如何使用方法引用来替代Lambda表达式。

2. 方法引用的理解

• 方法引用：可以看作是基于Lambda表达式的进一步刻画。当需要提供一个函数式接口的实例时，我们可以使用Lambda表达式提供此实例。
• 替换Lambda表达式：当满足一定的条件时，我们还可以使用方法引用或构造器引用替换Lambda表达式。

3. 方法引用的本质

• 函数式接口的实例：方法引用作为了函数式接口的实例。
• 匿名函数：方法引用是一个匿名函数，没有名称，但有参数列表和函数体。

函数式接口

5.1 什么是函数式接口？为什么需要函数式接口？

• 函数式接口：如果接口中只声明有一个抽象方法，则此接口就称为函数式接口。
• 需要函数式接口的原因：只有给函数式接口提供实现类的对象时，我们才可以使用Lambda表达式。

5.2 API中函数式接口所在的包

• java.util.function：JDK 8中声明的函数式接口都在java.util.function包下。

5.3 4个基本的函数式接口

1. 消费型接口：Consumer
   • 抽象方法：void accept(T t)
   • 作用：对给定的参数执行某种操作，不返回结果。

示例：

- java

Consumer<String> consumer = s -> System.out.println(s);
consumer.accept("Hello, World!");

2. 供给型接口：Supplier
   • 抽象方法：T get()
   • 作用：提供一个结果，不接受参数。

示例：

- java

Supplier<String> supplier = () -> "Hello, World!";
System.out.println(supplier.get());

3. 函数型接口：Function<T, R>
   • 抽象方法：R apply(T t)
   • 作用：对给定的参数进行处理，并返回一个结果。

示例：

- java

Function<Integer, String> function = i -> "Number: " + i;
System.out.println(function.apply(5));

4. 判断型接口：Predicate
   • 抽象方法：boolean test(T t)
   • 作用：对给定的参数进行判断，返回一个布尔值。

示例：

- java

Predicate<Integer> predicate = i -> i > 0;
System.out.println(predicate.test(5)); // true

Lambda表达式与方法引用示例

1. Lambda表达式

java

Consumer<String> con2 = s -> System.out.println(s);
con2.accept("hello!");

在这个例子中，Consumer<String> 接口的 accept 方法被实现为一个Lambda表达式，用于打印传入的字符串。

2. 方法引用

java

Consumer<String> con3 = System.out::println;
con3.accept("hello!");

在这个例子中，方法引用 System.out::println 被用来替代Lambda表达式，实现了相同的功能，即打印传入的字符串。

方法引用的理解

• 方法引用：可以看作是基于Lambda表达式的进一步刻画。当需要提供一个函数式接口的实例时，我们可以使用Lambda表达式提供此实例。
• 替换Lambda表达式：当满足一定的条件时，我们还可以使用方法引用或构造器引用替换Lambda表达式。

方法引用的本质

• 函数式接口的实例：方法引用作为了函数式接口的实例。
• 匿名函数：方法引用是一个匿名函数，没有名称，但有参数列表和函数体。

方法引用的理解

1. 举例

java

Integer::compare;

这个例子展示了如何使用方法引用来替代Lambda表达式。

2. 方法引用的理解

• 方法引用：可以看作是基于Lambda表达式的进一步刻画。当需要提供一个函数式接口的实例时，我们可以使用Lambda表达式提供此实例。
• 替换Lambda表达式：当满足一定的条件时，我们还可以使用方法引用或构造器引用替换Lambda表达式。

3. 方法引用的本质

• 函数式接口的实例：方法引用作为了函数式接口的实例。
• 匿名函数：方法引用是一个匿名函数，没有名称，但有参数列表和函数体。

方法引用的格式

• 格式：类(或对象)::方法名

具体使用情况说明

情况1：对象::实例方法

• 要求：函数式接口中的抽象方法a与其内部实现时调用的对象的某个方法b的形参列表和返回值类型都相同（或一致）。
• 此时可以考虑使用方法 b 实现对方法 a 的替换，覆盖。此替换或覆盖即为方法引用。

注意：可以考虑使用方法 b 实现对方法 a 的替换，覆盖。此替换或覆盖即为方法引用。

示例：

• java

Consumer<String> con3 = System.out::println;
con3.accept("hello!");

情况2：类::静态方法

示例：

• java

BiFunction<Integer, Integer, Integer> compare = Integer::compare;
System.out.println(compare.apply(5, 3)); // 输出：1

要求 函数式接口的抽象方法 a 与其内部实现时调用的类的某个静态方法 b 的形参列表和返回值类型都相同（或一致）。

此时可以考虑使用方法 b 实现对方法 a 的 替换，覆盖。此替或覆盖即为方法引用

注意 此方法 b 是静态方法，需要类调用

情况 3 类 :: 实例方法

要求:函数式接口中的抽象方法a与其内部实现时调用的对象的某个方法b的返回值类型相同。

同时，抽象方法a中有n个参数，方法b中有n-1个参效，且抽象方法a的第1个参数作为方法b的调用者，且抽象方法a

的后n-1个参数与方法b的n山个参数的类型相同(或一致)。则可以考虑使用方法b实现对方法a的替换、覆盖。此替换或覆盖

注意;此方法b是非静态的方法，需要对象调用。但是形式上，写出对象a所属的类

构造器引用

1.1 格式

java

类名::new

1.2 说明

构造器引用调用了类名对应的类中的某一个确定的构造器。具体调用的是类中的哪一个构造器，取决于函数式接口的抽象方法的形参列表。

示例代码

java

// 使用构造器引用创建Person对象
Supplier<Person> personSupplier = Person::new;
Person person = personSupplier.get();

数组引用

格式

java

数组名[]::new

示例代码

java

// 使用数组引用创建一个String数组
Function<Integer, String[]> arrayFunction = String[]::new;
String[] stringArray = arrayFunction.apply(10);

Stream API

Stream API vs 集合框架

Stream API 关注的是多个数据的计算(排序、查找、过滤、映射、遍历等)，面向CPU的。

集合关注的数据的存储，向下内存的。

Stream API 之于集合，类似于SQL之于数据表的查询。

Stream的使用说明

1. Stream 自己不会存储元素：
   • Stream 是对数据源（如集合、数组）的抽象，不会存储实际的数据。
2. Stream 不会改变源对象：
   • Stream 操作不会修改源对象，而是返回一个持有结果的新Stream。
3. Stream 操作是延迟执行的：
   • Stream 操作是延迟执行的，只有在需要结果的时候才会执行。这意味着一旦执行终止操作，就会执行中间操作链，并产生结果。
4. Stream 一旦执行了终止操作，就不能再调用其它中间操作或终止操作了：
   • 一旦执行了终止操作（如 forEach、collect），Stream 就会被关闭，不能再进行其他操作。

Stream 执行流程

Stream的实例化：

- 通过数据源（如集合、数组）创建Stream实例。

1. java

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> stream = list.stream();

一系列的中间操作：

- 中间操作是对Stream进行转换，如 `filter`、`map`、`sorted` 等。这些操作是延迟执行的，只有在终止操作时才会执行。

2. java

Stream<String> filteredStream = stream.filter(s -> s.startsWith("a"));

执行终止操作：

- 终止操作会触发Stream的执行，并生成结果，如 `forEach`、`collect`、`reduce` 等。

3. java

filteredStream.forEach(System.out::println);