Java函数式编程(八)：字符串及方法引用

第三章 字符串，比较器和过滤器

JDK引入的一些方法对写出函数式风格的代码很有帮助。JDK库里的一些的类和接口我们已经用得非常熟悉了，比如说String，为了摆脱以前习惯的那种老的风格，我们得主动寻找机会来使用这些新的方法。同样，当我们需要用到只有一个方法的匿名内部类时，我们现在可以用lambda表达式来替换它了，不用再像原来那样写的那么繁琐了。

本章我们会使用lambda表达式和方法引用来遍历字符串，实现Comparator接口，查看目录中的文件，监视文件及目录的变更。上一章中介绍的一些方法还将继续出现在这里，来帮助我们更好的完成这些任务。你学到的这些新技术有助于将冗长繁琐的代码变得简洁，不仅能快速实现而且还易于维护。

遍历字符串

chars()方法是String类里的一个新方法，它是CharSequence接口的一部分。想要快速遍历String的字符序列的话，它是一个很有用的工具。有了这个内部迭代器，我们可以方便的操作字符串中的各个字符。先用它来处理一个字符串试试。在这里顺便介绍方法引用的几种使用方式。

代码如下:

final String str = "w00t";
str.chars()
     .forEach(ch -> System.out.println(ch));

chars()方法返回的是一个Stream对象，我们可以用它的内部迭代器forEach()来进行遍历。在迭代器里，我们可以直接访问到字符串中的字符。下面是遍历字符串并打印各个字符的输出结果。

代码如下:

119
48
48
116

这并不是我们想要的结果。我们希望看到的是字母，而输出的却是数字。这是因为chars()方法返回的是一个整型的Stream而不是字符型的。我们先了解下这个API，再去优化输出的结果。

前面的代码中我们创建了一个lambda表达式，作为forEach方法的入参。它只是简单地把参数传给了一个println()方法。由于这个操作很常见，我们可以借助Java编译器来对这段代码进行简化。就像在25页的使用方法引用中那样，用一个方法引用来代替它，让编译器来帮我们做参数路由。

我们已经看到如何创建一个实例方法的方法引用了。比如，name.toUpperCase()方法，方法引用就是String::toUpperCase。而下面这个例子中，我们调用的是静态引用System.out的一个实例方法。方法引用的两个冒号左边，可以是一个类名或者表达式。有了这个灵活性，我们可以很容易创建一个println()方法的引用，就像下面这样。

代码如下:

str.chars()
     .forEach(System.out::println);

可以看到，Java编译器能很聪明的完成参数的路由。回想下lambda表达式和方法引用只能出现在接收函数式接口的地方，而Java编译器会在那个地方生成一个对应的方法（译注：编译器会生成函数式接口的实现，这个实现只有一个方法）。之前我们用过的方法引用String::toUpperCase，传给那个生成方法的参数，最后会变成这个方法调用的目标对象，就像这样：parameter.toUpperCase()。这是因为这个方法引用是基于类名的（String)。而上面这个例子中的方法引用，是基于一个表达式的，它是PrintStream的一个实例，通过System.out来引用它。由于方法调用的对象已经有了，Java编译器决定用生成方法中的参数作为这个println方法的参数：System.out.println(name)。

(译注：其实主要是两种场景，同样是传递了一个方法引用，一个是把遍历的对象，当然方法调用的目标对象，比如name.toUpperCase，另外一种是作为方法调用的参数，比如System.out.println(name).)

用了方法引用之后代码简洁多了，不过我们得去深入了解下它是如何运行的。一旦我们熟悉了方法引用，就能自己想明白参数路由这些事了。

尽管这个例子中的代码已经够简洁的了，但是输出还是不如人意。我们想看到的是字母结果却出现了数字。为了解决这个问题，我们来写个方法将int输出成字母。

代码如下:

private static void printChar(int aChar) {
      System.out.println((char)(aChar));
}

使用方法引用可以很方便的完成输出结果的优化。

代码如下:

str.chars()
     .forEach(IterateString::printChar);

现在虽然chars()返回的结果是int，但是也无所谓了，需要打印的时候，我们会将它转化成字符。这回的输出终于是字母了。

代码如下:

w
0
0
t

如果我们希望从一开始就处理的就是字符而不是int，可以在调用完chars后直接将int转化成字符：

代码如下:

str.chars()
     .mapToObj(ch -> Character.valueOf((char)ch))
     .forEach(System.out::println);

这里我们用到了chars()返回的Stream的一个内部迭代器，当然能用的可不止这一个方法。拿到Stream对象后，它的那些方法就任凭我们使用了，比如map(),filter(),reduce()等。我们可以使用filter()方法来过滤出那些是数字的字符：

代码如下:

str.chars()
     .filter(ch -> Character.isDigit(ch))
     .forEach(ch -> printChar(ch));

这样输出的时候我们就只能看到数字了：

代码如下:

0
0

同样的，除了将lambda表达式传给filter()和forEach()方法外，我们还可以使用方法引用。

代码如下:

str.chars()
     .filter(Character::isDigit)
     .forEach(IterateString::printChar);

这里的方法引用把多余的参数路由给省掉了。在本例中，我们还看到了和前面两个方法的引用不同的用法。第一次我们引用的是一个实例方法，第二次是一个静态引用（System.out)上的方法。而这次则是一个静态方法的引用——方法引用一直在默默的付出。

实例方法和静态方法的引用看起来都一样：比方说String::toUpperCase和Character::isDigit。编译器会判断方法是实例方法还是静态方法，来决定如何路由参数。如果是实例方法，它会将生成方法的入参用作方法调用的目标对象，比如 parameter,toUpperCase();(当然也有例外，比如方法调用的目标对象已经指定了，像System::out.println())。另外如果是静态方法的话，生成方法的入参就会作为这个引用的方法的参数，比如Character.isDigit(parameter)。152页的附录2，有详细的方法引用的使用方法及语法说明。

尽管方法引用用起来很方便，但还有一个问题——方法命名冲突导致的二义性 。如果匹配的方法既有实例方法也有静态方法，由于方法存在歧义编译器会报错。比如这么写，Double::toString，我们其实是想要把一个double类型转化成字符串，但编译器就不知道到底是该调用public String toString()的实例方法好，还是去调用public static String toString(double)方法，因为两个方法都是Double类的。如果你碰到这样的情况，别灰心，就用lambda表达式来完成就好了。

一旦我们适应了函数式编程，我们就可以在lambda表达式和方法引用之间随心所欲地来回切换了。

本节中我们用了Java 8中的一个新方法来遍历字符串。下面我们来看下Comparator接口又有了哪些改进。