Java 8 Stream流与方法引用详解
本文详细介绍了Java 8中的Stream流，强调了其作为集合元素处理的优雅方式，避免了传统循环的繁琐。Stream流的特点包括延迟执行和内部迭代，通过pipeline实现数据处理。此外，文章还讲解了方法引用，作为Lambda表达式的优化手段，简化代码，避免冗余。
1、Stream流
1.1 概念
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);
}
}
}
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：
- 将集合A根据条件一过滤为子集B；
- 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：
package lkj.demo1;
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：
- 首先筛选所有姓张的人；
- 然后筛选名字有三个字的人；
- 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：
package lkj.demo1;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Predicate;
public class StreamTest
{
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.add("张本智和");
/*
注意，JDK8之后集合与数组操作类都有一个stream方法，返回一个Stream类型接口的对象
1、Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate)
这个方法通过一个Predicate对象，调用Predicate的test()方法，判断每一个list集合的元素是否符合一定的规则，
符合的话就取出，再放入Stream流中
2、void forEach(Consumer<? super T> action)
这个方法通过一个Consumer对象，消费一个Stream流传入的list集合的元素
这里就是将集合中的元素放入到Stream流里面，然后通过Stream流的方法对这些元素进行操作
*/
list.stream().filter(s -> s.startsWith("张"))
.filter(s -> s.length() == 3)
.forEach(s -> System.out.println(s));
//如果使用匿名内部类来实现上面的代码
list.stream().filter(new Predicate<String>()
{
@Override
public boolean test(String s)
{
return s.startsWith("张");
}
}).filter(new Predicate<String>()
{
@Override
public boolean test(String s)
{
return s.length() == 3;
}
}).forEach(new Consumer<String>()
{
@Override
public void accept(String s)
{
System.out.println(s);
}
});
}
}
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。
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（fluent style）。 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。
Stream流的特点：
Stream流属于管道流,只能被消费(使用)一次
第一个Stream流调用完毕方法,数据就会流转到下一个Stream上
而这时第一个Stream流已经使用完毕,就会关闭了
所以第一个Stream流就不能再调用方法了，否则会报异常
IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
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。
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：
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
j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：
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
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（Stream也只有这两个终结方法）。
-
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。
简单记:forEach方法,用来遍历流中的数据；是一个终结方法,遍历之后就不能继续调用Stream流中的其他方法
复习Consumer接口
java.util.function.Consumer<T>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
package lkj.demo1;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
//匿名内部类实现
stream.forEach(new Consumer<String>()
{
@Override
public void accept(String name)
{
System.out.println(name);
}
});
//Lambda表达式实现
stream.forEach(name -> System.out.println(name));
//注意流只能被foreach消费一次，如果连续用2种方法消费会报异常（因为Stream被终结方法，foreach不再返回Stream流）
//Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
}
}
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<T> 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：
package lkj.demo1;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
public static void main(String[] args)
{
//of(T... values) 返回其元素是指定值的顺序排序流。
//由于Stream的of方法可以接收多个参数（of方法的底层就是一个数组），用of方法获取数组流的时候，既可以传入一个数组的元素，也可以传入数组的引用
Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
//匿名内部类实现
/*
Stream result = original.filter(new Predicate<String>()
{
@Override
public boolean test(String s)
{
return s.startsWith("张");
}
});
*/
//Lambda表达式实现
Stream<String> result = original.filter(s -> s.startsWith("张"));
result.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
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.function.Function;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
public static void main(String[] args)
{
Stream<String> original = Stream.of("14", "15", "16");
//匿名内部类实现
/*
Stream<Integer> result = original.map(new Function<String, Integer>()
{
@Override
public Integer apply(String s)
{
return Integer.parseInt(s);
}
});
*/
//Lambda表达式实现
Stream<Integer> result = original.map(s -> Integer.parseInt(s));
result.forEach(s -> System.out.println(s+10));
}
}
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）。
总结：
filter() --> Predicate接口 --> boolean test(T t)：数据t如果满足条件，则返回true，数据加入下面的Stream流；反之返回false，数据不会出现在下面的Stream流
foreach() --> Consumer接口 --> void accept(T t)：消费一个t数据，结果不再返回Stream流
map() --> Function接口 --> R apply(T t)：从T型Stream流传入一个T型的数据t，根据一定的条件，将T型数据转换为R型数据，并存入R型Stream流。
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）。并且该方法不会再返回一个Stream流，而是直接出截取长度的结果。基本使用：
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
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：long类型的数据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);//注意参数是long类型的
l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。limit()方法返回一个截取前几个元素后的Stream流，基本使用：
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
public static void main(String[] args)
{
Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若","张大帅","林子聪");
Stream<String> result1 = original.limit(3);
System.out.println(result1.count());//3
Stream<String> result2 = original.limit(7);
System.out.println(result2.count());//5：截取长度大于数组长度，不进行截取，直接返回原数组的Stream流
//同样注意，不能连续2次对流进行终结式方法的调用，因为使用终结式方法的时候，流已经结束了，如果再尝试对流进行操作
//就会发生异常
//Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
}
}
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。skip()方法返回一个截取前几个元素后的Stream流。基本使用：
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
public static void main(String[] args)
{
Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若","张大帅","林子聪");
// Stream<String> result1 = original.skip(3);
// System.out.println(result1.count());//2
Stream<String> result2 = original.skip(7);
System.out.println(result2.count());//0：跳过长度大于数组长度，返回一个长度为0的Stream流
}
}
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。
该方法返回2个类型相同（或者是子父类关系）的Stream流合并之后的流。 该方法的基本使用代码如：
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
public static void main(String[] args)
{
Stream<String> s1 = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若","张大帅","林子聪");
Stream<String> s2 = Stream.of("23","34","42");
Stream<String> s = Stream.concat(s1,s2);
s.forEach(str -> System.out.print(str+" "));//张无忌 张三丰 周芷若 张大帅 林子聪 23 34 42
}
}
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：
- 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。
- 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
- 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
- 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
- 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
- 根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。
- 打印整个队伍的Person对象信息。
两个队伍（集合）的代码如下：
-------------StreamTest类
package lkj.demo1;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class StreamTest {
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");
// 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；——可以使用ArrayList的addAll方法，直接将整个集合添加到新的集合
List<String> totalNames = new ArrayList<>();
totalNames.addAll(oneB);
totalNames.addAll(twoB);
// 根据姓名创建Person对象；——遍历totalNames集合，将集合的元素通过Person类的构造方法传递给name，并将相应的Person添加到新的集合
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);
}
}
}
/*
结果：
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'}
*/
--------------------Person类
package lkj.demo1;
public class Person
{
private String name;
public Person(){}
public Person(String name)
{
this.name = name;
}
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
@Override
public String toString()
{
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
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：
package lkj.demo1;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Stream;
public class StreamTest {
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");
// 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；
//先将2个队伍合并，然后映射为了一个集合（映射这一部分比较难想到，注意一下）
Stream<Person> streamthree = Stream.concat(streamone,streamtwo).map(str -> new Person(str));
//上面的语句用匿名内部类实现一下
// Stream<Person> streamthree = Stream.concat(streamone,streamtwo).map(new Function<String, Person>()
// {
// @Override
// public Person apply(String str)
// {
// return new Person(str);
// }
// });
// 打印整个队伍的Person对象信息。——Consumer的accept方法接收一个Person对象，并调用Person的toString方法
streamthree.forEach(person -> System.out.println(person.toString()));
/*
streamthree.forEach(new Consumer<Person>()
{
@Override
public void accept(Person person)
{
System.out.println(person.toString());
}
});
*/
}
}
/*
结果：
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'}
*/
2、 方法引用（方法引用就是对Lambda表达式的优化）
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？
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：
private static void printString(Printable data) {
data.print("Hello, World!");
}
/*
分析:
Lambda表达式的目的,打印参数传递的字符串，把参数s,传递给了System.out对象,调用out对象中的方法println对字符串进行了输出
注意:
1.System.out对象是已经存在的
2.println方法也是已经存在的
（使用Lambda表达式的前提——对象与方法都存在）
所以我们可以使用方法引用来优化Lambda表达式，可以使用System.out方法直接引用(调用)println方法
*/
public static void main(String[] args) {
printString(System.out::println);//使用System.out对象（PrintStream）的println方法对字符串进行输出，并且字符串的参数可以省略
}
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。
- 下面是方法引用的几种形式
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：
----------MethodRefTest类
package lkj.demo1;
public class MethodRefTest
{
//定义一个方法,方法的参数传递Printable接口
public static void printString(Printable p)
{
//使用Printable的print()方法打印字符
p.print("Hello");
}
public static void main(String[] args)
{
//匿名内部类的方法
printString(new Printable()
{
@Override
public void print(String str)
{
//创建MethodRefObject类的对象
MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
//调用MethodRerObject对象中的成员方法printUpperCaseString,把字符串按照大写输出
obj.printUpperCaseString(str);
}
});
//Lambda表达式的方法
//调用printString方法,方法的参数Printable是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式
printString(str -> {
//创建MethodRefObject类的对象
MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
//调用MethodRerObject对象中的成员方法printUpperCaseString,把字符串按照大写输出
obj.printUpperCaseString(str);
});
//方法引用
/*
使用方法引用优化Lambda
对象是已经存在的MethodRerObject
成员方法也是已经存在的printUpperCaseString
所以我们可以使用对象名引用成员方法
*/
//创建MethodRefObject对象
MethodRefObject obj = new MethodRefObject();
//这里我们可以直接通过MethodRefObject的对象obj引用MethodRefObject的方法printUpperCaseString
//在使用的时候，printUpperCaseString方法的参数可以省略
printString(obj::printUpperCaseString);
/*
前面的例子，System.Out对象（PrintStream对象）存在，其方法println存在，是由java自己定义的
因此我们在方法引用的时候可以直接使用
而这里的MethodRefObject方法的对象obj与方法printUpperCaseString是我们自己定义的，效果是类似的
*/
}
}
----------------MethodRefObject类
public class MethodRefObject
{
//定义一个成员方法,传递字符串,把字符串按照大写输出
public void printUpperCaseString(String str){
System.out.println(str.toUpperCase());
}
}
-----------------Printable接口
@FunctionalInterface
public interface Printable
{
void print(String str);
}
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 Calculate
{
int calc(int num);
}
package lkj.demo1;
public class MedRefTest
{
private static void method(int num , Calculate lambda)
{
System.out.println(lambda.calc(num));
}
public static void main(String[] args)
{
//匿名内部类的方法
method(-10, new Calculate()
{
@Override
public int calc(int num)
{
return Math.abs(num);
}
});
//Lambda表达式的方法
method(-11 , (int num) -> {
return Math.abs(num);
});
//Lambda表达式简化
method(-12 , num -> Math.abs(num));
//方法引用
/*
使用方法引用优化Lambda表达式
Math类是存在的
abs计算绝对值的静态方法也是已经存在的
所以我们可以直接通过类名引用静态方法
*/
method(-13 , Math::abs);
/*
通过类名调用静态方法的方法引用，与通过对象名调用成员方法的方法引用的格式是类似的
对象名::成员方法
类名::静态方法
同样，方法的参数可以省略——可以推导就可以省略
*/
}
}
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营代。首先是函数式接口：
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：
------------Man类
public class Man extends Human
{
//子类重写父类sayHello的方法
@Override
public void sayHello()
{
System.out.println("Hello 我是Man!");
}
//定义一个方法参数传递Greetable接口
public void method(Greetable g)
{
g.greet();
}
public void show()
{
//调用父类的方法（注意，不管是多态还是普通创建对象，new谁就调用谁的方法）
//匿名内部类
method(new Greetable()
{
@Override
public void greet()
{
Human h = new Human();
h.sayHello();
}
});
//Lambda表达式
method(() -> {
Human h = new Human();
h.sayHello();
});
//因为有子父类关系,所以存在的一个关键字super,代表父类,所以我们可以直接使用super调用父类的成员方法
method(() -> {
super.sayHello();
});
/*
使用super引用类的成员方法
super是已经存在的
父类的成员方法sayHello也是已经存在的
所以我们可以直接使用super引用父类的成员方法
*/
method(super::sayHello);//同样如果有方法参数可以省略
}
public static void main(String[] args) {
new Man().show();
}
}
----------Human类
public class Human
{
public void sayHello()
{
System.out.println("Hello!");
}
}
----------Greetable接口
public interface Greetable
{
void greet();
}
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 {
//定义一个想买什么就买什么的方法
void buy();
}
-------------Husband类
package lkj.demo1;
public class Husband
{
//定义一个买房子的方法
public void buyHouse(){
System.out.println("北京二环内买一套四合院!");
}
//定义一个结婚的方法,参数传递Richable接口
public void marry(Richable r){
r.buy();
}
//定义一个非常高兴的方法
public void soHappy()
{
//调用结婚的方法,方法的参数Richable是一个函数式接口,传递Lambda表达式
//匿名内部类
/*
不能使用匿名内部类实现，因为我们new的是Richable，如果使用this，那么调用的是Richable的方法，不能调用Husband类的方法
既this在匿名内部类中指向Richable，而使用Lambda表达式，则是指向当前类Husband，因为其没有new其他类
*/
// marry(new Richable()
// {
// @Override
// public void buy()
// {
// //使用this.成员方法,调用本类买房子的方法
// this.buyHouse();//这一行会报错
// }
// });
//Lambda
marry(() -> this.buyHouse());
//方法引用
/*
使用方法引用优化Lambda表达式
this是已经存在的
本类的成员方法buyHouse也是已经存在的
所以我们可以直接使用this引用本类的成员方法buyHouse
*/
marry(this::buyHouse);//方法参数同样省略
}
public static void main(String[] args) {
new Husband().soHappy();
}
}
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：
--------PersonBuilder接口
public interface PersonBuilder
{
Person builderPerson(String name);
}
----------MedRefTest类
package lkj.demo1;
public class MedRefTest
{
//定义一个方法,参数传递姓名和PersonBuilder接口,方法中通过姓名创建Person对象
public static void printName(String name , PersonBuilder pb)
{
Person p = pb.builderPerson(name);
System.out.println(p.getName());
}
public static void main(String[] args)
{
//匿名内部类
printName("胡歌", new PersonBuilder()
{
@Override
public Person builderPerson(String name)
{
return new Person(name);
}
});
//调用printName方法,方法的参数PersonBuilder接口是一个函数式接口,可以传递Lambda
printName("李连杰" , (String name) -> {
return new Person(name);
});
/*
使用方法引用优化Lambda表达式
构造方法new Person(String name) ，既要创建的对象的类已知
创建对象的方法已知已知 new
就可以使用Person引用new创建对象
*/
//知道要返回某一个类的构造器“new 类名”，就可以使用“类名::new”替代
//使用Person类的带参构造方法,通过传递的姓名创建对象
printName("李海波" , Person::new);
}
}
--------Person类省略
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：
--------MedRefTest类
package lkj.demo1;
public class MedRefTest
{
/*
定义一个方法
方法的参数传递创建数组的长度和ArrayBuilder接口
方法内部根据传递的长度使用ArrayBuilder中的方法创建数组并返回
*/
public static int[] createArray(int length , ArrayBuilder ab)
{
return ab.buildArray(length);
}
public static void main(String[] args)
{
//匿名内部类的方法
int[] arr1 = createArray(11, new ArrayBuilder()
{
@Override
public int[] buildArray(int length)
{
return new int[length];
}
});
System.out.println(arr1.length);
//Lambda
int[] arr2 = createArray(10 , (int length) -> {
return new int[length];
});
System.out.println(arr2.length);
//方法引用
/*
使用方法引用优化Lambda表达式
已知创建的就是int[]数组
数组的长度也是已知的
就可以使用方法引用
int[]引用new,根据参数传递的长度来创建数组
*/
//这里类似于构造器的引用，不过构造器创建的是类的对象，类的类型是Person，因此格式为“Person::new”
//而数组创建的是数组的引用，数组类型是int[] 因此格式是“int[] :: new”
int[] arr3 = createArray(12, int[]::new);
System.out.println(arr3.length);
}
}
-------------ArrayBuilder接口
@FunctionalInterface
public interface ArrayBuilder
{
//定义一个创建int类型数组的方法,参数传递数组的长度,返回创建好的int类型数组
int[] buildArray(int length);
}
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