Lambda, Stream and Function-style programmingsome notes of L

Lambda表达式

Lambda表达式可以被理解为可以传递的匿名函数的简洁表示：它没有名称，但它有一个参数列表、一个主体、一个返回类型，可能还有一个可以抛出的异常列表。

• 匿名的，没有像普通的方法那样有显示的名称；
• 没有关联的具体类，但是有参数列表、方法体、返回值甚至可以抛出异常；
• 可以像变量一样传递到一个方法中，或者存储在变量中
• 简洁的，不必像匿名类一样写很多样板代码；

可以在函数式接口的上下文中使用lambda表达式。函数式接口是只有一个抽象方法的接口。只要它只指定了一个抽象方法，如果接口有许多默认方法，它仍然是一个函数式接口。

@FunctionalInterface  
public interface Runnable {  
    /**  
    * Runs this operation.  
    */  
    void run();  
}

函数描述符

函数接口抽象方法的签名基本上描述了lambda表达式的签名。我们称这个抽象方法为函数描述符。

关于 @FunctionalInterface 此注释用于表示该接口旨在成为函数式接口。如果使用@FunctionalInterface注释定义接口，并且它不是功能接口，编译器将返回一个有意义的错误。例如，错误消息可能是“Multiple non-overriding abstract methods found in interface”，以表明有多个抽象方法可用。@FunctionalInterface注释不是强制性的，但当接口为此目的而设计时，使用它是一个很好的做法。

类型检查、类型推断和限制

Lambda的类型是从使用lambda的上下文中推断出来的。上下文中lambda表达式的预期类型（例如，传递给的方法参数或分配给的方法变量）称为目标类型。

Lambda使用局部变量

Lambda可以不受限制地捕获（即在其主体中引用）实例变量和静态变量。但局部变量必须明确为final或者实际是final（只赋值一次）。局部变量的作用域仅限于当前方法或块，这意味着它们不会被多个线程同时访问。如果允许lambda表达式修改局部变量，可能会导致线程安全问题。通过限制lambda表达式只能访问final或有效最终变量，Java确保了这些变量在lambda表达式中是不可变的。这有助于避免并发访问时的数据竞争和不一致问题。

方法引用

方法引用可以被视为只调用特定方法的lambdas的简写。

Stream

定义：stream是来自支持数据处理操作的源的元素序列。stream通过声明式的风格处理数据，我们可以通过Stream提供的API实现一系列数据操作而不是重复实现这些方法。

Stream vs Collection

collection中的元素是计算完成以后放入其中的，相比之下，流是一个概念上固定的数据结构（不能从中添加或删除元素），其元素是按需计算的。 Stream中的数据只能被消费一次，与iterator类似：

collection使用显示迭代的方式遍历集合，但是Stream使用隐式的方式，这意味着遍历的顺序是不确定的，被优化过的，比如可以使用并行化处理。

Operations

intermediate operation

如过滤或排序，返回另一个stream作为返回类型,这允许操作连接以形成查询。重要的是，在流管道上调用终端操作之前，中间操作不会执行任何处理——它们是懒惰的。这是因为中间操作通常可以通过终端操作合并并处理为单通道。

terminal operations

产生非stream结果，比如List，Integer。

Working with streams

综上所述，处理流通常涉及三个项目： Java 8 in Action: Lambdas, Streams, and functional-style programming

•  A data source (such as a collection) to perform a query on
• A chain of intermediate operations that form a stream pipeline
• A terminal operation that executes the stream pipeline and produces a result

Filtering and slicing

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

Filtering unique elements

返回stream，过滤掉其中的重复元素。

截断Stream

通过java.util.stream.Stream#limit方法，截断Stream。

Skipping elements

丢弃前n个元素并返回stream。

map

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

将mapper方法应用在每个stream的元素上，返回一个新类型的Stream。

FlatMap

它用于将一个流中的每个元素转换为另一个流，然后将这些流扁平化为一个单一的流。flatMap 在处理嵌套的集合或需要将多个流合并为一个流时特别有用。

anyMatch, allMatch and noneMatch

Returns whether any elements of this stream match the provided predicate.

boolean anyMatch(Predicate<? super T> predicate);

Returns whether all elements of this stream match the provided predicate

boolean allMatch(Predicate<? super T> predicate);

Returns whether no elements of this stream match the provided predicate

boolean noneMatch(Predicate<? super T> predicate);

reduce

T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);

Numeric streams

IntStream, DoubleStream, LongStream，操作更加简单，但是装箱操作具有一定性能开销。

IntStream mapToInt(ToIntFunction<? super T> mapper);
LongStream mapToLong(ToLongFunction<? super T> mapper);
DoubleStream mapToDouble(ToDoubleFunction<? super T> mapper);

使用boxed转换为包装类的Stream。

构建Stream

• java.util.stream.Stream#of(T) or java.util.stream.Stream#empty

• 从array构建，java.util.Arrays#stream(int[])

Collecting data with streams

Collector接口方法的实现定义了如何在流上执行reduce操作。

计算stream元素个数

java.util.stream.Collectors#counting

最大值与最小值

java.util.stream.Collectors#maxBy,

java.util.stream.Collectors#minBy

同时获取最大值、最小值、平均值、sum及count

joining

调用每个Stream每个元素的toString方法，连接成单一字符串。

grouping

将stream中的元素进行分类， java.util.stream.Collectors#groupingBy(java.util.function.Function<? super T,? extends K>) Function类型的参数classifier产生的值作为key，其value是一个list，我们也可以不使用list，使用其他类型的Collector。

partioning

划分，是一种特殊的group操作。