详解Java8如何使用Lambda表达式进行比较

2022-01-26 09:36:48 作者：老K的Java博客

Lambda表达式，也可称为闭包，是java8的新特性，作用是取代大部分内部类，优化java代码结构，让代码变得更加简洁紧凑。本文将利用Lambda表达式进行排序比较，需要的可以参考一下

在Java 8之前，对集合进行排序需要为排序中使用的比较器 Comparator 创建一个匿名内部类：

new Comparator<Human>() {
    @Override
    public int compare(Human h1, Human h2) {
        return h1.getName().compareTo(h2.getName());
    }
}

这仅用于对 Human 实体列表进行排序：

@Test
public void givenPreLambda_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
    
    Collections.sort(humans, new Comparator<Human>() {
        @Override
        public int compare(Human h1, Human h2) {
            return h1.getName().compareTo(h2.getName());
        }
    });
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

支持Lambda的基本排序

随着Lambdas的引入，我们现在可以绕过匿名内部类，通过简单的函数语义实现相同的结果：

(final Human h1, final Human h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName());

类似地，我们现在可以像以前一样测试行为：

@Test
public void whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
    
    humans.sort(
      (Human h1, Human h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName()));
 
    assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

注意，我们还使用添加到java中的新排序API。 java.util.List 使用Java8而不是旧集合列出 Collections.sort 。

无类型定义的基本排序

我们可以通过不指定类型定义来进一步简化表达式；编译器能够自行推断出以下各项：

(h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName())

同样，测试仍然非常相似：

@Test
public void 
  givenLambdaShortForm_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() {
    
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
    
    humans.sort((h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName()));
 
    assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

使用引用静态方法进行排序

接下来，我们将使用Lambda表达式和对静态方法的引用来执行排序。

首先，我们将使用与 Comparator<Human> 对象中的 compare 方法完全相同的签名来定义 CompareBynametEnable 方法：

public static int compareByNameThenAge(Human lhs, Human rhs) {
    if (lhs.name.equals(rhs.name)) {
        return Integer.compare(lhs.age, rhs.age);
    } else {
        return lhs.name.compareTo(rhs.name);
    }
}

然后我们要调用 humans.sort 使用此引用的排序方法：

humans.sort(Human::compareByNameThenAge);

最终结果是使用静态方法作为比较器对集合进行工作排序：

@Test
public void 
  givenMethodDefinition_whenSortingEntitiesByNameThenAge_thenCorrectlySorted() {
    
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
    
    humans.sort(Human::compareByNameThenAge);
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

Sort Extracted Comparators

通过使用实例方法引用和比较器，我们甚至可以避免定义比较逻辑本身。比较方法，该方法基于该函数提取并创建可比较的。

我们将使用 getName（） 来构建Lambda表达式并按名称对列表进行排序：

@Test
public void 
  givenInstanceMethod_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() {
    
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
    
    Collections.sort(
      humans, Comparator.comparing(Human::getName));
    assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

反向排序

JDK 8还引入了一种辅助方法来反转比较器。我们可以很快利用这一点来逆转我们的排序：

@Test
public void whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Jack", 12)
    );
    
    Comparator<Human> comparator
      = (h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName());
    
    humans.sort(comparator.reversed());
 
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

使用多个条件进行排序

比较lambda表达式不必如此简单。我们还可以编写更复杂的表达式，例如，先按名称，然后按年龄对实体进行排序：

@Test
public void whenSortingEntitiesByNameThenAge_thenCorrectlySorted() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 12), 
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Zack", 12)
    );
    
    humans.sort((lhs, rhs) -> {
        if (lhs.getName().equals(rhs.getName())) {
            return Integer.compare(lhs.getAge(), rhs.getAge());
        } else {
            return lhs.getName().compareTo(rhs.getName());
        }
    });
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

使用多个条件排序-组合

同样的比较逻辑，首先按名称排序，然后按年龄排序，也可以通过新的composition支持来实现。

从JDK 8开始，我们现在可以将多个比较器链接在一起，以构建更复杂的比较逻辑：

@Test
public void 
  givenComposition_whenSortingEntitiesByNameThenAge_thenCorrectlySorted() {
    
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(
      new Human("Sarah", 12), 
      new Human("Sarah", 10), 
      new Human("Zack", 12)
    );

    humans.sort(
      Comparator.comparing(Human::getName).thenComparing(Human::getAge)
    );
    
    Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

使用Stream.sorted()对列表进行排序

我们还可以使用Java 8的Stream sorted（）API对集合进行排序。

我们可以使用自然排序以及比较器提供的排序对流进行排序。为此，我们有两个sorted（）API的重载变体：

sorted()–使用自然排序对流的元素进行排序；元素类必须实现可比较的接口。
sorted(Comparator<? super T> comparator)–基于Comparator实例对元素进行排序

让我们看一个如何将sorted（）方法用于自然排序的示例：

@Test
public final void 
  givenStreamNaturalOrdering_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() {
    List<String> letters = Lists.newArrayList("B", "A", "C");
	
    List<String> sortedLetters = letters.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
    assertThat(sortedLetters.get(0), equalTo("A"));
}

现在，让我们看看如何在 sorted() API中使用自定义比较器：

@Test
public final void 
  givenStreamCustomOrdering_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() {	
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));
    Comparator<Human> nameComparator = (h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName());
	
    List<Human> sortedHumans = 
      humans.stream().sorted(nameComparator).collect(Collectors.toList());
    assertThat(sortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

如果使用比较器，我们可以进一步简化上述示例。 Comparator.comparing() 方法：

@Test
public final void 
  givenStreamComparatorOrdering_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));
 
    List<Human> sortedHumans = humans.stream()
      .sorted(Comparator.comparing(Human::getName))
      .collect(Collectors.toList());
      
    assertThat(sortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12)));
}

使用Stream.sorted()对列表进行反向排序

我们也可以使用 Stream.sorted() 对集合进行反向排序。

首先，让我们看一个如何将sorted（）方法与Comparator相结合的示例。reverseOrder（）按与自然顺序相反的顺序对列表排序：

@Test
public final void 
  givenStreamNaturalOrdering_whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() {
    List<String> letters = Lists.newArrayList("B", "A", "C");

    List<String> reverseSortedLetters = letters.stream()
      .sorted(Comparator.reverseOrder())
      .collect(Collectors.toList());
      
    assertThat(reverseSortedLetters.get(0), equalTo("C"));
}

现在让我们看看如何使用sorted（）方法和自定义比较器：

@Test
public final void 
  givenStreamCustomOrdering_whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));
    Comparator<Human> reverseNameComparator = 
      (h1, h2) -> h2.getName().compareTo(h1.getName());

    List<Human> reverseSortedHumans = humans.stream().sorted(reverseNameComparator)
      .collect(Collectors.toList());
    assertThat(reverseSortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

请注意，compareTo的调用是翻转的，它负责反转。

最后，让我们使用比较器简化上述示例。Comparator.comparing() 方法：

@Test
public final void 
  givenStreamComparatorOrdering_whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12));

    List<Human> reverseSortedHumans = humans.stream()
      .sorted(Comparator.comparing(Human::getName, Comparator.reverseOrder()))
      .collect(Collectors.toList());
    
    assertThat(reverseSortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10)));
}

Null值

到目前为止，我们实现的比较器不能对包含空值的集合进行排序。也就是说，如果集合至少包含一个null元素，则sort方法会引发 NullPointerException ：

@Test(expected = NullPointerException.class)
public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByName_thenThrowsNPE() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(null, new Human("Jack", 12));

    humans.sort((h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName()));
}

最简单的解决方案是在比较器实现中手动处理空值：

@Test
public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByNameManually_thenMovesTheNullToLast() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(null, new Human("Jack", 12), null);

    humans.sort((h1, h2) -> {
        if (h1 == null) {
            return h2 == null ? 0 : 1;
        }
        else if (h2 == null) {
            return -1;
        }
        return h1.getName().compareTo(h2.getName());
    });

    Assert.assertNotNull(humans.get(0));
    Assert.assertNull(humans.get(1));
    Assert.assertNull(humans.get(2));
}

在这里，我们将所有空元素推向集合的末尾。为此，比较器将null视为大于非null值。如果两者都为空，则认为它们相等。

此外，我们可以将任何非空安全的比较器 Comparator.nullsLast() 方法，并获得相同的结果：

@Test
public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByName_thenMovesTheNullToLast() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(null, new Human("Jack", 12), null);

    humans.sort(Comparator.nullsLast(Comparator.comparing(Human::getName)));

    Assert.assertNotNull(humans.get(0));
    Assert.assertNull(humans.get(1));
    Assert.assertNull(humans.get(2));
}

同样，我们可以使用 Comparator.nullsFirst() 将null元素移到集合的开头：

@Test
public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByName_thenMovesTheNullToStart() {
    List<Human> humans = Lists.newArrayList(null, new Human("Jack", 12), null);

    humans.sort(Comparator.nullsFirst(Comparator.comparing(Human::getName)));

    Assert.assertNull(humans.get(0));
    Assert.assertNull(humans.get(1));
    Assert.assertNotNull(humans.get(2));
}

强烈建议使用 nullsFirst（） 或 nullsLast（） 修饰符，因为它们更灵活、可读性更强。

结论

本文演示了使用Java8 Lambda表达式对列表进行排序的各种令人兴奋的方式，这些方式超越了语法糖，转变为真正强大的函数语义。

所有这些示例和代码片段的实现都可以在GitHub上找到： https://github.com/eugenp/tutorials/tree/master/core-java-modules/core-java-lambdas

到此这篇关于详解Java8如何使用Lambda表达式进行比较的文章就介绍到这了,更多相关Java8 Lambda表达式内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！