Lambda 表達式：簡化代碼的利器

Java 8 引入了 Lambda 表達式，使開發人員能夠編寫更簡潔、更具表現力的代碼。Lambda 表達式是一種表示匿名函數的方式，也是函數式編程的核心。

// 傳統方式
List names = Arrays.asList("John", "Doe", "Alice");
Collections.sort(names, new Comparator() {
    @Override
    public int compare(String s1, String s2) {
        return s1.compareTo(s2);
    }
});

// 使用 Lambda 表達式
Collections.sort(names, (s1, s2) -> s1.compareTo(s2));

在上述示例中，Lambda 表達式大幅簡化了對名稱列表排序的代碼，不僅提高了代碼的可讀性，還減少了樣板代碼。

函數式接口與 @FunctionalInterface

函數式接口是指僅包含一個抽象方法的接口。Java 8 引入了 @FunctionalInterface 注解，用于明確標識某個接口是函數式接口。

@FunctionalInterface 注解的作用在于確保接口只有一個抽象方法，從而避免了意外添加其他方法導致的錯誤。

默認方法：接口的靈活擴展

Java 8 在接口中引入了默認方法的概念，使得開發人員可以在不破壞現有實現的情況下向接口添加新方法。

例如，Greeting 接口可以定義一個默認方法 sayDefaultHello()，實現類無需額外實現此方法即可直接使用。

Optional 類：優雅處理空值

Java 8 引入了 Optional 類，用于解決空引用問題。它提供了一種更安全、更優雅的方式來處理可能缺失的值。

Optional optional = Optional.ofNullable(null);
optional.ifPresent(System.out::println); // 僅在值存在時執行操作
String value = optional.orElse("默認值"); // 如果值為空，返回默認值

通過 Optional 類，開發人員可以避免常見的空指針異常，并顯著提升代碼的健壯性。

Stream API：高效的數據處理工具

Stream Stream API 使代碼更具聲明性和可讀性。

List fruits = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Orange", "Grapes");

// 使用 Stream 篩選并打印以 "A" 開頭的水果
fruits.stream()
    .filter(fruit -> fruit.startsWith("A"))
    .forEach(System.out::println);

在上述示例中，Stream API 通過鏈式操作實現了篩選和打印功能，相較于傳統的循環方式更加簡潔直觀。

深入理解 Stream API 的核心操作

Stream API 提供了多種強大的操作，其中 map()、reduce() 和 collect() 是最常用的三種功能。以下通過示例逐一解析它們的用法。

1. map() 操作：元素轉換

map() 操作用于將流中的每個元素轉換為另一種形式。它接受一個函數作為參數，并返回一個包含轉換結果的新流。

List names = Arrays.asList("john", "doe", "alice");

// 將每個名稱轉換為大寫
List upperCaseNames = names.stream()
    .map(String::toUpperCase)
    .collect(Collectors.toList());

在此示例中，map() 操作將每個名稱轉換為大寫，并通過 collect() 收集到一個新列表中。

2. reduce() 操作：數據歸約

reduce() 操作用于對流中的元素執行歸約操作。它需要兩個參數：一個初始值和一個累加函數。

List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

// 計算數字之和
int sum = numbers.stream()
    .reduce(0, Integer::sum);

上述代碼通過 reduce() 操作計算了數字列表的總和，初始值為 0，累加函數為 Integer::sum。

3. collect() 操作：結果收集

collect() 操作用于將流中的元素收集到不同的容器中，例如 List、Set 或 Map。

List names = Arrays.asList("John", "Doe", "Alice", "Bob");

// 篩選長度大于 3 的名稱并轉換為大寫
List filteredNames = names.stream()
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .map(String::toUpperCase)
    .collect(Collectors.toList());

在此示例中，collect() 操作將篩選和轉換后的名稱收集到一個新的列表中。

總結

Java 8 的引入為開發人員提供了許多強大的工具和特性，如 Lambda 表達式、函數式接口、默認方法、Optional 類以及 Stream API。這些特性不僅簡化了代碼編寫，還提升了代碼的可讀性和可維護性。通過合理運用這些新特性，開發人員可以更高效地解決實際問題，編寫出更優雅的代碼。

原文鏈接: https://medium.com/@kirti07arora/java-8-unleashed-mastering-stream-api-magic-with-map-reduce-and-collect-23ff277938c9