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流操作和函数式编程

流操作

是Java 8中引入的一种数据处理模式,通常涉及数据的读取、写入、转换、过滤等,这些操作可以在数据流上连续进行,形成一条处理链。

例如:stream() 方法是 Java 8 引入的 Stream API 的一部分,它用于将集合(如数组、列表等)转换为流(Stream)。

例如:能用max()和min()对流操作找到流中的最大元素。

[参数:可用Comparator接口自定义比较的逻辑]

import java.util.Arrays;  
import java.util.Optional;  
import java.util.Comparator;  
  
public class StreamExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        Integer[] numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5};  
  
        // 使用默认比较器找到最大元素  
        Optional<Integer> max = Arrays.stream(numbers).max();  
        max.ifPresent(System.out::println); // 输出:9  
  
        // 使用默认比较器找到最小元素  
        Optional<Integer> min = Arrays.stream(numbers).min();  
        min.ifPresent(System.out::println); // 输出:1  
  
        // 使用自定义比较器找到最大元素(基于绝对值)  
        Optional<Integer> maxAbs = Arrays.stream(numbers).max(Comparator.comparingInt(Math::abs));  
        maxAbs.ifPresent(System.out::println); // 输出:9 或 -5取决于绝对值的比较  
    }  
}

其中Optional

Optional是Java8中引入的容器类,可以包含Integer对象或不含任何对象(空)。

程序员可以避免在代码中出现大量的空值判断,从而减少了if-else控制判断的使用,提高了代码的健壮性和可读性。

避免NullPointerException

流操作的主要目的是简化数据处理和提高代码的可读性。通过使用流,程序员可以链式地应用一系列的操作,

过滤、映射、归约等,以实现对数据的转换和聚合。流操作还支持并行处理,可以充分利用多核处理器的优势,提高数据处理的速度

函数式编程

import java.util.Arrays;  
import java.util.List;  
import java.util.stream.Collectors;  
  
public class FunctionalOperationExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 创建一个整数列表  
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);  
  
        // 使用Stream API进行函数式操作  
        List<Integer> squaredEvenNumbers = numbers.stream() // 将列表转换为流  
                .filter(n -> n % 2 == 0) // 过滤出偶数  
                .map(n -> n * n) // 将每个偶数平方  
                .collect(Collectors.toList()); // 收集结果到新的列表  
  
        // 输出结果  
        squaredEvenNumbers.forEach(System.out::println);  
    }  
}

整个操作链以声明性的方式描述了我们的意图:找到所有偶数并将它们平方。

我们不需要显式地编写循环或条件语句,函数式操作提供了一种更加简洁、高效和可维护的编程方式。

流式编程的声明性主要体现在其通过一系列的操作来定义数据的转换和聚合过程,而无需显式地编写复杂的控制流代码。这使得代码更加简洁、易于理解,并且关注点更集中于数据的处理逻辑,而非流程控制。

下面是一个使用Java 8 Stream API进行流式编程的示例,该示例体现了流式编程的声明性:

假设我们有一个包含员工信息的列表,每个员工都有姓名(String)和薪水(double)两个属性。我们想要找出薪水最高的员工。

首先,我们定义一个简单的Employee类:

public class Employee {  
    private String name;  
    private double salary;  
  
    public Employee(String name, double salary) {  
        this.name = name;  
        this.salary = salary;  
    }  
  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
  
    public double getSalary() {  
        return salary;  
    }  
  
    @Override  
    public String toString() {  
        return "Employee{" +  
                "name='" + name + '\'' +  
                ", salary=" + salary +  
                '}';  
    }  
}

接下来,我们创建一个包含多个Employee对象的列表,并使用流式编程找出薪水最高的员工:

import java.util.Arrays;  
import java.util.List;  
import java.util.Optional;  
  
public class DeclarativeStreamingExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 创建一个员工列表  
        List<Employee> employees = Arrays.asList(  
                new Employee("Alice", 50000),  
                new Employee("Bob", 60000),  
                new Employee("Charlie", 45000),  
                new Employee("David", 70000)  
        );  
  
        // 使用流式编程找出薪水最高的员工  
        Optional<Employee> highestPaidEmployee = employees.stream() // 转换为流  
                .max((e1, e2) -> Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary())); // 根据薪水比较员工  
  
        // 处理结果  
        highestPaidEmployee.ifPresent(emp -> {  
            System.out.println("Highest paid employee is: " + emp);  
        });  
    }  
}

在这个例子中,我们使用了stream()方法将员工列表转换为一个流。然后,我们调用了max()方法,并传入了一个lambda表达式作为比较器,用于比较两个员工的薪水。max()方法会返回一个Optional对象,它可能包含薪水最高的员工(如果存在的话)。最后,我们使用ifPresent()方法来处理找到的员工(如果存在)。

这个例子体现了流式编程的声明性,因为我们没有编写显式的循环或条件语句来遍历列表和比较元素。相反,我们通过调用一系列的方法(stream(), max(), ifPresent())并传入必要的函数式接口实例(lambda表达式)来声明我们的意图。这种方式使得代码更加简洁和易于理解,同时也更容易进行扩展和修改。


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