JDK8新特性之Stream流和方法引用

灰太狼 2022-01-31 23:25 285阅读 0赞

# 第一章 Stream流 #

说到Stream便容易想到I/O Stream，而实际上，谁规定“流”就一定是“IO流”呢？在Java 8中，得益于Lambda所带来的函数式编程，引入了一个全新的Stream概念，用于解决已有集合类库既有的弊端。

## 1.1 引言 ##

**传统集合的多步遍历代码**

几乎所有的集合（如 Collection 接口或 Map 接口等）都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，除了必需的添加、删除、获取外，最典型的就是集合遍历。例如：

import java.util.ArrayList;
    
    import java.util.List;
    
    public class Demo01ForEach {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    List<String> list = new ArrayList<>();
    
    list.add("张无忌");
    
    list.add("周芷若");
    
    list.add("赵敏");
    
    list.add("张强");
    
    list.add("张三丰");
    
    for (String name : list) {
    
    System.out.println(name);
    
    }
    
    }
     
    }

这是一段非常简单的集合遍历操作：对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。

循环遍历的弊端

Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么（What），而不是怎么做（How），这点此前已经结合内部类进行了对比说明。现在，我们仔细体会一下上例代码，可以发现：

for循环的语法就是“怎么做”

for循环的循环体才是“做什么”

为什么使用循环？因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗？遍历是指每一个元素逐一进行处理，而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的，后者是方式。

试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：

1.  将集合A根据条件一过滤为子集B；
2.  然后再根据条件二过滤为子集C。

那怎么办？在Java 8之前的做法可能为：

import java.util.ArrayList;
    
    import java.util.List;
    
    public class Demo02NormalFilter {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    List<String> list = new ArrayList<>();
    
    list.add("张无忌");
    
    list.add("周芷若");
    
    list.add("赵敏");
    
    list.add("张强");
    
    list.add("张三丰");
    
    List<String> zhangList = new ArrayList<>();
    
    for (String name : list) {
    
    if (name.startsWith("张")) {
    
    zhangList.add(name);
    
    }
    
    }
    
    List<String> shortList = new ArrayList<>();
    
    for (String name : zhangList) {
    
    if (name.length() == 3) {
    
    shortList.add(name);
    
    }
    
    }
    
    for (String name : shortList) {
    
    System.out.println(name);
    
    }
    
    }
    
    }

这段代码中含有三个循环，每一个作用不同：

1.  首先筛选所有姓张的人；
2.  然后筛选名字有三个字的人；
3.  最后进行对结果进行打印输出。

**每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么？不是。循环是做事情的方式，而不是目的。另一方面，使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历，只能再使用另一个循环从头开始。**

那，Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢？

Stream的更优写法

下面来看一下借助Java 8的Stream API，什么才叫优雅：

import java.util.ArrayList;
    
    import java.util.List;
    
    public class Demo03StreamFilter {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    List<String> list = new ArrayList<>();
    
    list.add("张无忌");
    
    list.add("周芷若");
    
    list.add("赵敏");
    
    list.add("张强");
    
    list.add("张三丰");
    
    list.stream()
    
    .filter(s ‐> s.startsWith("张"))
    
    .filter(s ‐> s.length() == 3)
    
    .forEach(System.out::println);
    
    }
    
    }

直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义：获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历，我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。

## 1.2 流式思想概述 ##

注意：请暂时忘记对传统IO流的固有印象！

整体来看，流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”。

当需要对多个元素进行操作（特别是多步操作）的时候，考虑到性能及便利性，我们应该首先拼好一个“模型”步骤方案，然后再按照方案去执行它。

![集合元素处理方案][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L01yeHVjaGVu_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
这张图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作，这是一种集合元素的处理方案，而方案就是一种“函数模型”。图中的每一个方框都是一个“流”，调用指定的方法，可以从一个流模型转换为另一个流模型。而最右侧的数字3是最终结果。

这里的 filter 、 map 、 skip 都是在对函数模型进行操作，集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法 count 执行的时候，整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性。

备注：“Stream流”其实是一个集合元素的函数模型，它并不是集合，也不是数据结构，其本身并不存储任何元素（或其地址值）。

Stream（流）是一个来自数据源的元素队列

元素是特定类型的对象，形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。

数据源 流的来源。 可以是集合，数组 等。

和以前的Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道， 如同流式风格（fluentstyle）。 这样做可以对操作进行优化， 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。

内部迭代： 以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式, 显式的在集合外部进行迭代， 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式，流可以直接调用遍历方法。

当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操作获取想要的结果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道。

## 1.3 获取流 ##

java.util.stream.Stream 是Java 8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口。）

获取一个流非常简单，有以下几种常用的方式：

> **所有的 Collection 集合都可以通过 stream 默认方法获取流  
> Stream 接口的静态方法 of  
> 可以获取数组对应的流。 根据Collection获取流**

首先， java.util.Collection 接口中加入了default方法 stream 用来获取流，所以其所有实现类均可获取流。

import java.util.*;
        
        import java.util.stream.Stream;
        
        public class Demo04GetStream {
        
        public static void main(String[] args) {
        
        List<String> list = new ArrayList<>();
        
        // ...
        
        Stream<String> stream1 = list.stream();
        
        Set<String> set = new HashSet<>();
        
        // ...
        
        Stream<String> stream2 = set.stream();
        
        Vector<String> vector = new Vector<>();
        
        // ...
         
        Stream<String> stream3 = vector.stream();
        
        }
        
        }

**根据Map获取流**

java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口，且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征，所以获取对应的流需要分key、value或entry等情况：

import java.util.HashMap;
    
    import java.util.Map;
    
    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo05GetStream {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Map<String, String> map = new HashMap<>();
    
    // ...
    
    Stream<String> keyStream = map.keySet().stream(); Stream<String> valueStream = map.values().stream();
    Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
    
    }
    
    }

**根据数组获取流**

如果使用的不是集合或映射而是数组，由于数组对象不可能添加默认方法，所以 Stream 接口中提供了静态方法 of ，使用很简单：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo06GetStream {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" }; Stream<String> stream = Stream.of(array);
    
    }
    
    }

备注： of 方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。

## 1.4 常用方法 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>操作</th> 
   <th>类型</th> 
   <th>返回值</th> 
   <th>函数或者接口类型</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>filter</td> 
   <td>中间操作</td> 
   <td> Stream &lt;T&gt;</td> 
   <td>Predicate&lt;T&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>skip</td> 
   <td>中间操作，有状态，无边界</td> 
   <td>Stream &lt;T&gt;</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>distinct</td> 
   <td>中间操作，有状态，无边界</td> 
   <td>Stream &lt;T&gt;</td> 
   <td> long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>limit</td> 
   <td>中间操作，有状态，无边界</td> 
   <td>Stream &lt;T&gt;</td> 
   <td>long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>map</td> 
   <td>中间操作</td> 
   <td>Stream&lt;R&gt;</td> 
   <td> Function&lt;T, R&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>flatMap</td> 
   <td>中间操作</td> 
   <td>Stream&lt;R&gt;</td> 
   <td> Function&lt;T, Stream R&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>sorted</td> 
   <td>中间操作，有状态，无边界</td> 
   <td>Stream&lt;T&gt;</td> 
   <td>Comparator&lt;T&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>findFirst</td> 
   <td>终端操作</td> 
   <td>Optional&lt;T&gt;</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>findAny</td> 
   <td>终端操作</td> 
   <td>Optional&lt;T&gt;</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>forEach</td> 
   <td>终端操作</td> 
   <td>void</td> 
   <td>Consumer&lt;T&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>reduce</td> 
   <td>终端操作,有状态，有边界</td> 
   <td>Optional&lt;T&gt;</td> 
   <td>BinaryOperator&lt;T&gt;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>count</td> 
   <td>终端操作,</td> 
   <td>long</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种：

延迟方法：返回值类型仍然是 Stream 接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。）

终结方法：返回值类型不再是 Stream 接口自身类型的方法，因此不再支持类似 StringBuilder 那样的链式调用。本小节中，终结方法包括 count 和 forEach 方法。

备注：本小节之外的更多方法，请自行参考API文档。

**逐一处理：forEach**

虽然方法名字叫 forEach ，但是与for循环中的“for-each”昵称不同。

> void forEach(Consumer<? super T> action);

该方法接收一个 Consumer 接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。

**复习Consumer接口**

java.util.function.Consumer接口是一个消费型接口。

Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。

基本使用：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo12StreamForEach {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); stream.forEach(name‐> System.out.println(name));
    
    }
    
    }

**过滤：filter**

可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名：

Stream filter(Predicate<? super T> predicate);

该接口接收一个 Predicate 函数式接口参数（可以是一个Lambda或方法引用）作为筛选条件。

复习Predicate接口

此前我们已经学习过 java.util.stream.Predicate 函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

boolean test(T t);

该方法将会产生一个boolean值结果，代表指定的条件是否满足。如果结果为true，那么Stream流的 filter 方法将会留用元素；如果结果为false，那么 filter 方法将会舍弃元素。

基本使用

Stream流中的 filter 方法基本使用的代码如：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo07StreamFilter {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
    
    }
    
    }

在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件：必须姓张。

映射：map

如果需要将流中的元素映射到另一个流中，可以使用 map 方法。方法签名：

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

该接口需要一个 Function 函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

复习Function接口

此前我们已经学习过 java.util.stream.Function 函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

R apply(T t);

这可以将一种T类型转换成为R类型，而这种转换的动作，就称为“映射”。

基本使用

Stream流中的 map 方法基本使用的代码如：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo08StreamMap {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
    
    Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str));
    
    }
    
    }

这段代码中， map 方法的参数通过方法引用，将字符串类型转换成为了int类型（并自动装箱为 Integer 类对象）。

**统计个数：count**

正如旧集合 Collection 当中的 size 方法一样，流提供 count 方法来数一数其中的元素个数：

long count();

该方法返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。基本使用：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo09StreamCount {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
    Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
    
    System.out.println(result.count()); // 2
    
    }
    
    }

取用前几个：limit

limit 方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名：

Stream<T> limit(long maxSize);

参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。基本使用：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo10StreamLimit {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
    Stream<String> result = original.limit(2);
    
    System.out.println(result.count()); // 2
    
    }
    
    }

**跳过前几个：skip**

如果希望跳过前几个元素，可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流：

Stream<T> skip(long n);

如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo11StreamSkip {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
    Stream<String> result = original.skip(2);
    
    System.out.println(result.count()); // 1
    
    }
    
    }

**组合：concat**

如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用 Stream 接口的静态方法 concat ：

static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)

备注：这是一个静态方法，与 java.lang.String 当中的 concat 方法是不同的。

该方法的基本使用代码如：

import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo12StreamConcat {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌");
    
    Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山");
    
    Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
    
    }
    
    }

1.5 练习：集合元素处理（传统方式）

题目

现在有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以下若干操作步骤：

1.  第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
2.  第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
3.  第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
4.  第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
5.  将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
6.  根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。
7.  打印整个队伍的Person对象信息。

两个队伍（集合）的代码如下：

import java.util.ArrayList;
     
    import java.util.List;
    
    public class DemoArrayListNames {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    //第一支队伍
    
    ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
    
    one.add("迪丽热巴");
    
    one.add("宋远桥");
    
    one.add("苏星河");
    
    one.add("石破天");
    
    one.add("石中玉");
    
    one.add("老子");
    
    one.add("庄子");
    
    one.add("洪七公");
    
    //第二支队伍
    
    ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
    
    two.add("古力娜扎");
    
    two.add("张无忌");
    
    two.add("赵丽颖");
    
    two.add("张三丰");
    
    two.add("尼古拉斯赵四");
    
    two.add("张天爱");
    
    two.add("张二狗");
    
    // ....
    
    }
    
    }

而 Person 类的代码为：

public class Person {
    
    private String name;
    
    public Person() {}
    
    public Person(String name) {
    
    this.name = name;
    
    }
    
    @Override
    
    public String toString() {
    
    return "Person{name='" + name + "'}";
    
    }
    
    public String getName() {
    
    return name;
    
    }
    
    public void setName(String name) {
    
    this.name = name;
    
    }
     
    }

解答

既然使用传统的for循环写法，那么：

public class DemoArrayListNames {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    List<String> one = new ArrayList<>();
    
    // ...
    
    List<String> two = new ArrayList<>();
    
    //	...
    
    //	第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；
    
    List<String> oneA = new ArrayList<>(); for (String name : one) {
    if (name.length() == 3) { oneA.add(name);
    
    }
    
    }
    
    //	第一个队伍筛选之后只要前3个人；
    
    List<String> oneB = new ArrayList<>();
    
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
    
    oneB.add(oneA.get(i));
    
    }
    
    //	第二个队伍只要姓张的成员姓名；
    
    List<String> twoA = new ArrayList<>();
    
    for (String name : two) {
    
    if (name.startsWith("张")) {
    
    twoA.add(name);
    
    }
    
    }
    
    //	第二个队伍筛选之后不要前2个人；
    
    List<String> twoB = new ArrayList<>();
    
    for (int i = 2; i < twoA.size(); i++) {
    
    twoB.add(twoA.get(i));
    
    }
    
    //	将两个队伍合并为一个队伍；
    
    List<String> totalNames = new ArrayList<>();
    
    totalNames.addAll(oneB);
    
    totalNames.addAll(twoB);
    
    //	根据姓名创建Person对象；
    
    List<Person> totalPersonList = new ArrayList<>(); for (String name : totalNames) {
    
    totalPersonList.add(new Person(name));
    
    }
     
    //	打印整个队伍的Person对象信息。
    
    
    for (Person person : totalPersonList) {
    
    System.out.println(person);
    
    }
    
    }
    
    }

运行结果为：

Person{name='宋远桥'}
    
    Person{name='苏星河'}
    
    Person{name='石破天'}
    
    Person{name='张天爱'}
    
    Person{name='张二狗'}

1.6 练习：集合元素处理（Stream方式）

题目

将上一题当中的传统for循环写法更换为Stream流式处理方式。两个集合的初始内容不变， Person 类的定义也不变。

解答

等效的Stream流式处理代码为：

import java.util.ArrayList;
    
    import java.util.List;
    
    import java.util.stream.Stream;
    
    public class DemoStreamNames {
    
    public static void main(String[] args) {
    
    List<String> one = new ArrayList<>();
    
    // ...
    
    List<String> two = new ArrayList<>();
    
    //	...
    
    //	第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；
    
    //	第一个队伍筛选之后只要前3个人；
    
    Stream<String> streamOne = one.stream().filter(s ‐> s.length() == 3).limit(3);
    
    //	第二个队伍只要姓张的成员姓名；
    
    //	第二个队伍筛选之后不要前2个人；
    
    Stream<String> streamTwo = two.stream().filter(s ‐> s.startsWith("张")).skip(2);
    
    //	将两个队伍合并为一个队伍；
    
    //	根据姓名创建Person对象；
    
    //	打印整个队伍的Person对象信息。
    
    Stream.concat(streamOne, streamTwo).map(Person::new).forEach(System.out::println);
    
    }
     
    }

运行效果完全一样：

Person{name='宋远桥'}
    
    Person{name='苏星河'}
    
    Person{name='石破天'}
    
    Person{name='张天爱'}
    
    Person{name='张二狗'}

# 第二章 方法引用 #

在使用Lambda表达式的时候，我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案：拿什么参数做什么操作。那么考虑一种情况：如果我们在Lambda中所指定的操作方案，已经有地方存在相同方案，那是否还有必要再写重复逻辑？

**方法引用的前提：对象、方法已经存在，：：就是方法引用的运算符。对象：：方法**

## 2.1 冗余的Lambda场景 ##

来看一个简单的函数式接口以应用Lambda表达式：

@FunctionalInterface
    
    public interface Printable {
    
    void print(String str);
    
    }

在 Printable 接口当中唯一的抽象方法 print 接收一个字符串参数，目的就是为了打印显示它。那么通过Lambda来使用它的代码很简单：

public class Demo01PrintSimple {
    
    private static void printString(Printable data) {
    
    data.print("Hello, World!");
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    printString(s ‐> System.out.println(s));
    
    }
    
    }

其中 printString 方法只管调用 Printable 接口的 print 方法，而并不管 print 方法的具体实现逻辑会将字符串打印到什么地方去。而 main 方法通过Lambda表达式指定了函数式接口 Printable 的具体操作方案为：拿到String（类型可推导，所以可省略）数据后，在控制台中输出它。

## 2.2 问题分析 ##

这段代码的问题在于，对字符串进行控制台打印输出的操作方案，明明已经有了现成的实现，那就是 System.out 对象中的 println(String) 方法。既然Lambda希望做的事情就是调用 println(String) 方法，那何必自己手动调用呢？

## 2.3 用方法引用改进代码 ##

能否省去Lambda的语法格式（尽管它已经相当简洁）呢？只要“引用”过去就好了：

public class Demo02PrintRef {
    
    private static void printString(Printable data) {
    
    data.print("Hello, World!");
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    printString(System.out::println);
    
    }
    
    }

请注意其中的双冒号 :: 写法，这被称为“方法引用”，而双冒号是一种新的语法。

## 2.4 方法引用符 ##

双冒号 :: 为引用运算符，而它所在的表达式被称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中，那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。

语义分析

例如上例中， System.out 对象中有一个重载的 println(String) 方法恰好就是我们所需要的。那么对于 printString 方法的函数式接口参数，对比下面两种写法，完全等效：

> Lambda表达式写法： s -> System.out.println(s);
> 
> 方法引用写法： System.out::println

第一种语义是指：拿到参数之后经Lambda之手，继而传递给 System.out.println 方法去处理。

第二种等效写法的语义是指：直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda。两种写法的执行效果完全一样，而第二种方法引用的写法复用了已有方案，更加简洁。

注:Lambda 中 传递的参数 一定是方法引用中 的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常

推导与省略

如果使用Lambda，那么根据“可推导就是可省略”的原则，无需指定参数类型，也无需指定的重载形式——它们都将被自动推导。而如果使用方法引用，也是同样可以根据上下文进行推导。

函数式接口是Lambda的基础，而方法引用是Lambda的孪生兄弟。

下面这段代码将会调用 println 方法的不同重载形式，将函数式接口改为int类型的参数：

@FunctionalInterface
    
    public interface PrintableInteger {
    
    void print(int str);
    
    }

由于上下文变了之后可以自动推导出唯一对应的匹配重载，所以方法引用没有任何变化：

public class Demo03PrintOverload {
    
    private static void printInteger(PrintableInteger data) { data.print(1024);
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    printInteger(System.out::println);
    
    }
    
    }

这次方法引用将会自动匹配到 println(int) 的重载形式。

2.5 通过对象名引用成员方法

这是最常见的一种用法，与上例相同。如果一个类中已经存在了一个成员方法：

public class MethodRefObject {
    
    public void printUpperCase(String str) {
    
    System.out.println(str.toUpperCase());
    
    }
    
    }
    
    函数式接口仍然定义为：
    
    
    @FunctionalInterface
    
    public interface Printable {
    
    void print(String str);
    
    }

那么当需要使用这个 printUpperCase 成员方法来替代 Printable 接口的Lambda的时候，已经具有了

MethodRefObject 类的对象实例，则可以通过对象名引用成员方法，代码为：

public class Demo04MethodRef {
    
    private static void printString(Printable lambda) { lambda.print("Hello");
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
    
    printString(obj::printUpperCase);
    
    }
    
    }

## 2.6 通过类名称引用静态方法 ##

由于在 java.lang.Math 类中已经存在了静态方法 abs ，所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时，有两种写法。首先是函数式接口：

@FunctionalInterface
    
    public interface Calcable {
    
    int calc(int num);
    
    }
    
    第一种写法是使用Lambda表达式：
    
    
    public class Demo05Lambda {
    
    private static void method(int num, Calcable lambda) { System.out.println(lambda.calc(num));
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    method(‐10, n ‐> Math.abs(n));
    
    }
    
    }

但是使用方法引用的更好写法是：

public class Demo06MethodRef {
    
    private static void method(int num, Calcable lambda) { System.out.println(lambda.calc(num));
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    method(‐10, Math::abs);
    
    }
    
    }

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

> Lambda表达式： n -> Math.abs(n)
> 
> 方法引用： Math::abs

## 2.7 通过super引用成员方法 ##

如果存在继承关系，当Lambda中需要出现super调用时，也可以使用方法引用进行替代。首先是函数式接口：

@FunctionalInterface
    
    public interface Greetable {
    
    void greet();
    
    }

然后是父类 Human 的内容：

public class Human {
    
    public void sayHello() {
    
    System.out.println("Hello!");
    
    }
    
    }

最后是子类 Man 的内容，其中使用了Lambda的写法：

public class Man extends Human {
    
    @Override
    
    public void sayHello() {
    
    System.out.println("大家好,我是Man!");
    
    }
    
    //定义方法method,参数传递Greetable接口
    
    public void method(Greetable g){
    
    g.greet();
    
    }
    
    public void show(){
    
    //调用method方法,使用Lambda表达式
    
    method(()‐>{
    
    //创建Human对象,调用sayHello方法
    
    new Human().sayHello();
    
    });
    
    //简化Lambda
    
    method(()‐>new Human().sayHello());
    
    //使用super关键字代替父类对象
    
    method(()‐>super.sayHello());
    
    }
    
    }

但是如果使用方法引用来调用父类中的 sayHello 方法会更好，例如另一个子类 Woman ：

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

> Lambda表达式： () -> super.sayHello()
> 
> 方法引用： super::sayHello

## 2.8 通过this引用成员方法 ##

this代表当前对象，如果需要引用的方法就是当前类中的成员方法，那么可以使用“this::成员方法”的格式来使用方法引用。首先是简单的函数式接口：

@FunctionalInterface
    
    public interface Richable {
    
    void buy();
    
    }

下面是一个丈夫 Husband 类：

public class Husband {
    
    private void marry(Richable lambda) {
    
    lambda.buy();
    
    }
    
    public void beHappy() {
    
    marry(() ‐> System.out.println("买套房子"));
    
    }
    
    }

开心方法 beHappy 调用了结婚方法 marry ，后者的参数为函数式接口 Richable ，所以需要一个Lambda表达式。

但是如果这个Lambda表达式的内容已经在本类当中存在了，则可以对 Husband 丈夫类进行修改：

public class Husband {
    
    private void buyHouse() {
    
    System.out.println("买套房子");
    
    }
    
    private void marry(Richable lambda) {
    
    lambda.buy();
    
    }
    
    public void beHappy() {
    
    marry(() ‐> this.buyHouse());
    
    }
    
    }

如果希望取消掉Lambda表达式，用方法引用进行替换，则更好的写法为：

public class Husband {
    
    private void buyHouse() {
    
    System.out.println("买套房子");
    
    }
    
    private void marry(Richable lambda) {
    
    lambda.buy();
    
    }
    
    public void beHappy() {
    
    marry(this::buyHouse);
    
    }
    
    }

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

> Lambda表达式： () -> this.buyHouse()
> 
> 方法引用： this::buyHouse

## 2.9 类的构造器引用 ##

由于构造器的名称与类名完全一样，并不固定。所以构造器引用使用 类名称::new 的格式表示。首先是一个简单的Person 类：

public class Person {
    
    private String name;
    
    public Person(String name) {
    
    this.name = name;
    
    }
    
    public String getName() {
    
    return name;
    
    }
    
    public void setName(String name) {
    
    this.name = name;
    
    }
    
    }

然后是用来创建 Person 对象的函数式接口：

public interface PersonBuilder {
    
    Person buildPerson(String name);
    
    }

要使用这个函数式接口，可以通过Lambda表达式：

public class Demo09Lambda {
    
    public static void printName(String name, PersonBuilder builder) { System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    printName("赵丽颖", name ‐> new Person(name));
    
    }
    
    }

但是通过构造器引用，有更好的写法：

public class Demo10ConstructorRef {
    
    public static void printName(String name, PersonBuilder builder) { System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    printName("赵丽颖", Person::new);
    
    }
    
    }

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

> Lambda表达式： name -> new Person(name)
> 
> 方法引用： Person::new

## 2.10 数组的构造器引用 ##

数组也是 Object 的子类对象，所以同样具有构造器，只是语法稍有不同。如果对应到Lambda的使用场景中时，需要一个函数式接口：

@FunctionalInterface
    
    public interface ArrayBuilder {
    
    int[] buildArray(int length);
    
    }

在应用该接口的时候，可以通过Lambda表达式：

public class Demo11ArrayInitRef {
    
    private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) { return builder.buildArray(length);
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    int[] array = initArray(10, length ‐> new int[length]);
    
    }
    
    }

但是更好的写法是使用数组的构造器引用：

public class Demo12ArrayInitRef {
    
    private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) { return builder.buildArray(length);
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    
    int[] array = initArray(10, int[]::new);
    
    }
    
    }

在这个例子中，下面两种写法是等效的：

> Lambda表达式： length -> new int\[length\]
> 
> 方法引用： int\[\]::new

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