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带你领略java8新特性

06-28 17:44 289浏览
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Oracle 公司于 2014 年 3 月 18 日发布 Java 8 ,它支持函数式编程,新的 JavaScript 引擎,新的日期 API,新的Stream API 等。毫无疑问,Java 8是Java自Java 5(发布于2004年)之后的最重要的版本。这个版本包含语言、编译器、库、工具和JVM等方面的十多个新特性。Java8为何能独领风骚,让我们一起来领略java8新特性

Java 8 自发行以来沿用至今,不仅仅说明当前版本的功能特性的强大也证明了其存在的价值。许多的报道和实例表明Java 8 是一次重大的版本升级。在Java Code Geeks上已经有很多介绍Java 8新特性的文章,例如Playing with Java 8 – Lambdas and Concurrency、Java 8 Date Time API Tutorial : LocalDateTime和Abstract Class Versus Interface in the JDK 8 Era。相对于之前的版本来说,java在原有版本特性的基础之上又附加了一些新的特性。这也是其能快速风靡全球并得到广大程序员认可的原因所在。

当然,java8的新特性也不是随随便便就能掌握的,毋容置疑这是对广大的程序员和java开发爱好者的前所未有的挑战。为了让广大的java学习者了解java8的新特性,本文主要系统的介绍jdk8的一些新特性。

一、接口的默认方法

Java 8允许我们给接口添加一个非抽象的方法实现,只需要使用 default关键字即可,这个特征又叫做扩展方法,默认方法允许将新功能添加到库的接口,并确保与为这些接口的较早版本编写的代码二进制兼容。

代码如下:

interface Formula {

    double calculate(int a);

    default double sqrt(int a) {

        return Math.sqrt(a);

    }

}

Formula接口在拥有calculate方法之外同时还定义了sqrt方法,实现了Formula接口的子类只需要实现一个calculate方法,默认方法sqrt将在子类上可以直接使用。

代码如下:

Formula formula = new Formula() {

    @Override

    public double calculate(int a) {

        return sqrt(a * 100);

    }

};

formula.calculate(100);     // 100.0

formula.sqrt(16);           // 4.0

文中的formula被实现为一个匿名类的实例,该代码非常容易理解,6行代码实现了计算 sqrt(a * 100)。

Java中只有单继承,如果要让一个类赋予新的特性,通常是使用接口来实现,在C++中支持多继承,允许一个子类同时具有多个父类的接口与功能,在其他语言中,让一个类同时具有其他的可复用代码的方法叫做mixin。新的Java 8 的这个特新在编译器实现的角度上来说更加接近Scala的trait。 在C#中也有名为扩展方法的概念,允许给已存在的类型扩展方法,和Java 8的这个在语义上有差别。

二、函数式接口

所谓的函数式接口就是只有一个抽象方法的接口,注意这里说的是抽象方法,因为Java8中加入了默认方法的特性,但是函数式接口是不关心接口中有没有默认方法的。 一般函数式接口可以使用@FunctionalInterface注解的形式来标注表示这是一个函数式接口,该注解标注与否对函数式接口没有实际的影响, 不过一般还是推荐使用该注解,就像使用@Override注解一样。

三、Lambda 表达式

首先看看在老版本的Java中是如何排列字符串的:

复制代码代码如下:

List names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");

Collections.sort(names, new Comparator() {

    @Override

    public int compare(String a, String b) {

        return b.compareTo(a);

    }

});

只需要给静态方法 Collections.sort 传入一个List对象以及一个比较器来按指定顺序排列。通常做法都是创建一个匿名的比较器对象然后将其传递给sort方法。

Java 8 中你就没必要使用这种传统的匿名对象的方式了,Java 8提供了更简洁的语法,lambda表达式:

复制代码代码如下:

Collections.sort(names, (String a, String b) -> {

    return b.compareTo(a);

});

看到了吧,代码变得更段且更具有可读性,但是实际上还可以写得更短:

复制代码代码如下:

Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));

对于函数体只有一行代码的,你可以去掉大括号{}以及return关键字,但是你还可以写得更短点:

复制代码代码如下:

Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));

Java编译器可以自动推导出参数类型,所以你可以不用再写一次类型。接下来我们看看lambda表达式还能作出什么更方便的东西来:

  • 方法与构造函数引用

Converter converter = Integer::valueOf;

Integer converted = converter.convert("123");

System.out.println(converted);   // 123

Java 8 允许你使用 :: 关键字来传递方法或者构造函数引用,上面的代码展示了如何引用一个静态方法,我们也可以引用一个对象的方法:

converter = something::startsWith;

String converted = converter.convert("Java");

System.out.println(converted);    // "J"

接下来看看构造函数是如何使用::关键字来引用的,首先我们定义一个包含多个构造函数的简单类:

class Person {

    String firstName;

    String lastName;

    Person() {}

    Person(String firstName, String lastName) {

        this.firstName = firstName;

        this.lastName = lastName;

    }

}

接下来我们指定一个用来创建Person对象的对象工厂接口:

interface PersonFactory

{

    P create(String firstName, String lastName);

}

这里我们使用构造函数引用来将他们关联起来,而不是实现一个完整的工厂:

PersonFactory personFactory = Person::new;

Person person = personFactory.create("Peter", "Parker");

我们只需要使用 Person::new 来获取Person类构造函数的引用,Java编译器会自动根据PersonFactory.create方法的签名来选择合适的构造函数。

五、Lambda 作用域

lambda表达式中访问外层作用域和老版本的匿名对象中的方式很相似。你可以直接访问标记了final的外层局部变量,或者实例的字段以及静态变量。

六、访问局部变量

我们可以直接在lambda表达式中访问外层的局部变量:

final int num = 1;

Converter stringConverter =

        (from) -> String.valueOf(from + num);

stringConverter.convert(2);     // 3

但是和匿名对象不同的是,这里的变量num可以不用声明为final,该代码同样正确:

int num = 1;

Converter stringConverter =

        (from) -> String.valueOf(from + num);

stringConverter.convert(2);     // 3

不过这里的num必须不可被后面的代码修改(即隐性的具有final的语义),例如下面的就无法编译:

int num = 1;

Converter stringConverter =

        (from) -> String.valueOf(from + num);

num = 3;

lambda表达式中试图修改num同样是不允许的。

七、访问对象字段与静态变量

和本地变量不同的是,lambda内部对于实例的字段以及静态变量是即可读又可写。该行为和匿名对象是一致的:

class Lambda4 {

    static int outerStaticNum;

    int outerNum;

    void testScopes() {

        Converter stringConverter1 = (from) -> {

            outerNum = 23;

            return String.valueOf(from);

        };

 

        Converter stringConverter2 = (from) -> {

            outerStaticNum = 72;

            return String.valueOf(from);

        };

    }

}

  • 访问接口的默认方法

JDK 1.8 API包含了很多内建的函数式接口,在老Java中常用到的比如Comparator或者Runnable接口,这些接口都增加了@FunctionalInterface注解以便能用在lambda上。Java 8 API同样还提供了很多全新的函数式接口来让工作更加方便,有一些接口是来自Google Guava库里的,即便你对这些很熟悉了,还是有必要看看这些是如何扩展到lambda上使用的。

九、Date API

Java8之前的时间和日期API并不好用,而且在线程安全性等方面也存在问题,一般会借助一些开源类库来解决时间处理的问题。在JDK1.8中新加入了时间和日期的API, 借助这些新的API基本可以不再需要开源类库的帮助来完成时间的处理了。Java 8 在包java.time下包含了一组全新的时间日期API。新的日期API和开源的Joda-Time库差不多,但又不完全一样。Java8中加入了LocalDateTime, LocalDate, LocalTime, Duration, Period, Instant, DateTimeFormatter等等API,新的时间和日期API都是不可变的,并且是线程安全的,之前使用的比如SimpleDateFormat不是线程安全的, 现在可以使用DateTimeFormatter来代替,DateTimeFormatter是线程安全的。

十、Annotation 注解

Java 8中支持多重注解,首先定义一个包装类Hints注解用来放置一组具体的Hint注解:

@interface Hints {

    Hint[] value();

}

@Repeatable(Hints.class)

@interface Hint {

    String value();

}

Java 8允许我们把同一个类型的注解使用多次,只需要给该注解标注一下@Repeatable即可。

1: 使用包装类当容器来存多个注解(老方法)

@Hints({@Hint("hint1"), @Hint("hint2")})

class Person {}

2:使用多重注解(新方法)

@Hint("hint1")

@Hint("hint2")

class Person {}

第二个例子里java编译器会隐性的帮你定义好@Hints注解,了解这一点有助于你用反射来获取这些信息:

Hint hint = Person.class.getAnnotation(Hint.class);

System.out.println(hint);                   // null

Hints hints1 = Person.class.getAnnotation(Hints.class);

System.out.println(hints1.value().length);  // 2

Hint[] hints2 = Person.class.getAnnotationsByType(Hint.class);

System.out.println(hints2.length);          // 2

即便我们没有在Person类上定义@Hints注解,我们还是可以通过 getAnnotation(Hints.class) 来获取 @Hints注解,更加方便的方法是使用 getAnnotationsByType 可以直接获取到所有的@Hint注解。

另外Java 8的注解还增加到两种新的target上了:

@Target({ElementType.TYPE_PARAMETER, ElementType.TYPE_USE})

@interface MyAnnotation {}

看完了上面的介绍,相信大家的心中已经有了自己的答案。为何java8版本能够沿用至今依然独领风骚?除了java8版本的特性功能强大之外,更多的还是不断进取的精神和不断创新的动力,驱使着java8不断前行!

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