java8中常用的工具函数
Java 8 引入了众多革命性特性（如 Lambda 表达式、Stream API、新日期时间 API 等），极大简化了代码编写。以下是基于 Java 8 的常用工具函数及特性，聚焦于新增或强化的功能：
一、Stream API（java.util.stream）
Java 8 新增的 Stream API 是处理集合的强大工具，支持链式操作、惰性求值，可替代传统的 for 循环遍历，代码更简洁。
| 方法/操作 | 用途说明 | 示例 |
|---|---|---|
stream()/parallelStream() | 从集合获取流（parallelStream() 为并行流，利用多线程） | List<Integer> list = List.of(1,2,3); Stream<Integer> stream = list.stream(); |
filter(Predicate<T> p) | 过滤元素（保留满足条件的元素） | list.stream().filter(n -> n > 1).collect(Collectors.toList()) → [2,3] |
map(Function<T,R> f) | 转换元素（将 T 类型转为 R 类型） | list.stream().map(n -> n * 2).collect(Collectors.toList()) → [2,4,6] |
flatMap(Function<T,Stream<R>> f) | 扁平化流（将嵌套集合转为单层流） | List<List<Integer>> nested = List.of(List.of(1,2), List.of(3)); nested.stream().flatMap(Collection::stream).collect(Collectors.toList()) → [1,2,3] |
sorted()/sorted(Comparator<T> c) | 排序（自然排序或自定义比较器） | list.stream().sorted((a,b) -> b - a).collect(Collectors.toList()) → [3,2,1] |
distinct() | 去重（基于 equals()） | Stream.of(1,2,2,3).distinct().collect(Collectors.toList()) → [1,2,3] |
collect(Collector c) | 收集流结果（转集合、分组等，依赖 Collectors 工具类） | // 转Set：stream.collect(Collectors.toSet())<br>// 分组：List<String> strs = List.of("a","ab","b"); strs.stream().collect(Collectors.groupingBy(String::length)) → {1: ["a","b"], 2: ["ab"]} |
forEach(Consumer<T> c) | 遍历元素（终端操作，无返回值） | list.stream().forEach(System.out::println); // 打印1、2、3 |
reduce(BinaryOperator<T> op) | 归约（将元素合并为单个结果） | list.stream().reduce((a,b) -> a + b).orElse(0) → 6（求和） |
anyMatch(Predicate<T> p) | 判断是否有元素满足条件（短路操作） | list.stream().anyMatch(n -> n > 2) → true（存在大于2的元素） |
二、Optional 类（java.util.Optional）
Java 8 引入 Optional 解决 null 问题，避免空指针异常（NPE），强制显式处理“值可能不存在”的场景。
| 方法 | 用途说明 | 示例 |
|---|---|---|
Optional.of(T t) | 创建非空 Optional（t 为 null 则抛 NPE，用于确定非空的值） | Optional<String> opt = Optional.of("hello"); |
Optional.ofNullable(T t) | 创建可空 Optional（t 为 null 则返回空 Optional） | Optional<String> opt = Optional.ofNullable(getNullableValue()); |
isPresent() | 判断是否有值（存在则返回 true） | opt.isPresent() → true（若 opt 包含"hello"） |
ifPresent(Consumer<T> c) | 若有值则执行消费操作（替代 if (obj != null) { ... }） | opt.ifPresent(s -> System.out.println(s.length())); // 打印5 |
orElse(T other) | 若为空则返回默认值（无论是否为空，other 都会被计算） | opt.orElse("default") → "hello"（若 opt 为空则返回"default"） |
orElseGet(Supplier<T> s) | 若为空则通过 Supplier 获取默认值（惰性计算，仅为空时执行） | opt.orElseGet(() -> fetchDefault()) → "hello"（fetchDefault() 仅为空时调用） |
orElseThrow(Supplier<X> e) | 若为空则抛指定异常（常用于参数校验） | opt.orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("值不存在")) |
map(Function<T,R> f) | 转换 Optional 中的值（若为空则返回空 Optional） | opt.map(String::toUpperCase).orElse("") → "HELLO" |
三、新日期时间 API（java.time 包）
Java 8 彻底重构了日期时间 API，替代了旧的 Date/Calendar（线程不安全、设计混乱），新 API 线程安全且易用。
核心类及常用方法：
| 类 | 用途 | 常用方法示例 |
|---|---|---|
LocalDate | 仅包含日期（年/月/日） | // 获取当前日期：LocalDate.now() → 2025-10-17<br>// 解析日期：LocalDate.parse("2025-10-17")<br>// 加减天数：localDate.plusDays(1) → 2025-10-18<br>// 比较：localDate.isAfter(LocalDate.of(2025,10,16)) → true |
LocalTime | 仅包含时间（时/分/秒/纳秒） | // 当前时间：LocalTime.now() → 16:30:45.123<br>// 解析时间：LocalTime.parse("10:15")<br>// 加减小时：localTime.minusHours(2) → 08:15 |
LocalDateTime | 包含日期+时间 | // 当前日期时间：LocalDateTime.now() → 2025-10-17T16:30:45<br>// 拼接：LocalDate.now().atTime(12,0) → 2025-10-17T12:00 |
ZonedDateTime | 带时区的日期时间（如 UTC+8） | // 时区转换：ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York")) |
Duration | 表示时间间隔（时分秒） | Duration.between(LocalTime.of(10,0), LocalTime.of(12,30)).toMinutes() → 150（间隔150分钟） |
Period | 表示日期间隔（年月日） | Period.between(LocalDate.of(2023,1,1), LocalDate.of(2025,1,1)).getYears() → 2（间隔2年） |
DateTimeFormatter | 格式化/解析日期时间（线程安全） | // 格式化：LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")) → "2025-10-17 16:30:45"<br>// 解析：LocalDateTime.parse("2025-10-17 16:30:45", DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")) |
四、集合框架增强（默认方法）
Java 8 为 List、Map 等集合接口新增了默认方法（基于 Lambda），简化操作。
| 集合类型 | 方法 | 用途说明 | 示例 |
|---|---|---|---|
List | forEach(Consumer<T> c) | 遍历元素（替代 for 循环） | List<String> list = List.of("a","b"); list.forEach(System.out::println); |
List | removeIf(Predicate<T> p) | 移除满足条件的元素 | List<Integer> list = new ArrayList<>(List.of(1,2,3)); list.removeIf(n -> n < 2); → [2,3] |
List | replaceAll(UnaryOperator<T> o) | 替换所有元素 | list.replaceAll(n -> n * 2); → [4,6]（基于上例结果） |
Map | forEach(BiConsumer<K,V> c) | 遍历键值对 | Map<String, Integer> map = Map.of("a",1,"b",2); map.forEach((k,v) -> System.out.println(k+":"+v)); |
Map | computeIfAbsent(K key, Function<K,V> f) | 若键不存在则计算并添加值（避免重复判断 null） | map.computeIfAbsent("c", k -> k.length()) → map 新增 "c":1 |
Map | computeIfPresent(K key, BiFunction<K,V,V> f) | 若键存在则更新值 | map.computeIfPresent("a", (k,v) -> v + 1) → "a"的值变为2 |
Map | merge(K key, V value, BiFunction<V,V,V> f) | 合并值（若键存在则用函数处理旧值和新值，否则直接添加） | map.merge("a", 3, (old, val) -> old + val) → "a"的值变为2+3=5 |
五、函数式接口（java.util.function）
Java 8 定义了一系列函数式接口，作为 Lambda 表达式的类型，支撑 Stream、Optional 等特性的使用。
| 接口 | 抽象方法 | 用途说明 | 示例 |
|---|---|---|---|
Predicate<T> | test(T t) | 断言（返回 boolean，用于过滤） | Predicate<Integer> isEven = n -> n % 2 == 0; isEven.test(4) → true |
Function<T,R> | apply(T t) | 函数（输入 T 输出 R，用于转换） | Function<String, Integer> strLen = s -> s.length(); strLen.apply("abc") → 3 |
Consumer<T> | accept(T t) | 消费者（输入 T 无返回，用于遍历） | Consumer<String> print = s -> System.out.println(s); print.accept("hello"); |
Supplier<T> | get() | 生产者（无输入返回 T，用于提供默认值） | Supplier<LocalDate> today = LocalDate::now; today.get() → 2025-10-17 |
UnaryOperator<T> | apply(T t) | 一元操作（输入输出同类型，继承 Function） | UnaryOperator<Integer> square = n -> n * n; square.apply(3) → 9 |
BiFunction<T,U,R> | apply(T t, U u) | 二元函数（输入 T 和 U，输出 R） | BiFunction<Integer, Integer, Integer> add = (a,b) -> a + b; add.apply(2,3) → 5 |
六、CompletableFuture（异步编程）
Java 8 引入 CompletableFuture 替代传统 Future，支持链式异步操作、异常处理，更灵活地处理多线程任务。
| 方法 | 用途说明 | 示例 |
|---|---|---|
supplyAsync(Supplier<T> s) | 异步执行有返回值的任务（默认用 ForkJoinPool） | CompletableFuture<String> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> fetchData()); // fetchData() 异步执行 |
thenApply(Function<T,R> f) | 异步任务完成后执行转换（链式操作） | future.thenApply(data -> process(data)) // 处理 fetchData() 的结果 |
thenAccept(Consumer<T> c) | 异步任务完成后消费结果（无返回） | future.thenAccept(result -> saveToDB(result)); |
exceptionally(Function<Throwable,T> f) | 捕获异步任务中的异常并返回默认值 | future.exceptionally(e -> { e.printStackTrace(); return "default"; }); |
allOf(CompletableFuture<?>... cfs) | 等待所有异步任务完成（无返回，需配合 join()） | CompletableFuture.allOf(future1, future2).join(); // 等待 future1 和 future2 完成 |
总结
Java 8 的工具函数核心围绕“简化代码、提升效率”，尤其是 Stream API 简化集合处理、Optional 消除 NPE、新日期时间 API 解决线程安全问题，以及 CompletableFuture 优化异步编程。这些特性已成为现代 Java 开发的基础，建议优先使用以替代旧有实现。