Java 8
mit Lambdas das hohe Lied des
Functional Programming singen
IPS-Expertenkreis
Dr. Hubert Austermeier
ORDIX AG
03.07...
Motivation, Einführung
Definitionen zu Lambda Expressionss
Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen
Noch kürzer: Refere...
Es finden 3 String-Additionen und 2 toString() Konversionen statt
– auch dann, falls der Log Level auf Warning steht!
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Probleme…
saveButton.addActionListener(new ActionListener() {
@Override
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
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Die zuvor gezeigten "Probleme" haben etwas gemeinsam:
mögliche Lösungen haben mit Funktionen zu tun;
Funktionen, die für e...
Lambdas sind seit langem auf der Agenda des Java-Fortschritts
benannt nach dem griechischem λ – und nach dem Lambda Kalkül...
Der Begriff Closure ist sehr verbreitet in der IT und bedeutet vereinfacht:
Code, der herumgereicht werden kann, z.B. an e...
In einem Blog Beitrag von James Gosling (Java Protagonist) findet
sich etwas zur Historie des Closure Themas in Java
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Beispiel in Java 8:
(a, b) -> a + b
symbolisiert die Funktion: Berechne die Summe von zwei Parametern
(der Typ von a und b...
Motivation, Einführung
Definitionen zu Lambda Expressionss
Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen
Noch kürzer: Refere...
syntaktisch besteht einer Lambda Expression aus:
einer Liste von Parametern, durch Komma getrennt
einem Methodenrumpf
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der Datentyp der Parameter wird aus dem Kontext abgeleitet
Zugriff auf Variablen des "umliegenden Scopes" ist möglich,
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Anonyme Klasse vs. Lambda Expression
String[] names = {"Thomas", "Sebastian", "Uli", "Tobias", "Andreas"};
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Lambda Expressions können auch mehrere Anweisungen enthalten
der Anweisungsblock wird dann in geschweifte Klammern gesetzt...
Lambda Expressions können genutzt werden bei:
Variablen-Initialisierung oder -zuweisung
Argumentposition
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Motivation, Einführung
Definitionen zu Lambda Expressionss
Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen
Noch kürzer: Refere...
sind Interfaces mit einer einzigen, abstrakten Methode
sog. SAM Interface (Single Abstract Method)
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Functional Interfaces…
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Motivation, Einführung
Definitionen zu Lambda Expressionss
Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen
Noch kürzer: Refere...
Lambda Expression führen oft nur eine einzige Methode aus
Methoden Referenz bieten eine weitere, verkürzte Schreibweise
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syntaktisch besteht eine Methoden Referenz aus:
einem Receiver (Empfänger)
Name der statischen Methode oder Instanzmethode...
Beispiele
// Methoden Referenz – statische Methode
Integer[] numbers = {120 ,5, 90, 3, 1, 9, 14, 22, 2};
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Beispiel: Klasse::new
// Konstruktor Referenz
String filesuffix = ".txt";
List<String> dataList = Arrays.asList("readme","...
Motivation, Einführung
Definitionen zu Lambda Expressionss
Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen
Noch kürzer: Refere...
neue, mächtige API in Java 8, um effizienter Collections einzusetzen
basieren stark auf Lambdas und Functional Interfaces
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bislang mussten Entwickler vieles selbst programmieren:
Bspl.: "Iteration über ein Array und Elemente konkatenieren"
Strea...
in der Stream API stecken viele implizite Algorithmen;
zum Iterieren gibt es beispielsweise die Methode: forEach
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Stream-Operationen lassen sich in 3 Kategorien unterteilen:
Stream-Generierung (creation operation)
Stream-Transformation ...
Motivation, Einführung
Definitionen zu Lambda Expressionss
Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen
Noch kürzer: Refere...
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über die Methode stream()
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Stream.generate(Math::random) liefert Stream von Zufallszahlen
weitere Java 8 API-Klassen liefern Streams als Resultat
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z.B. mittels einer Suchschleife wie "zählen...
um die einzelnen Elemente eines Streams zu transformieren,
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Aufgabenstellung: eine Liste von Wörtern umformen, so dass eine
Sequenz resultiert mit allen Wörtern in Kleinbuchstaben
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die folgende Methode transformiert jeden String in einen
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Methoden, die eine endgültige Struktur oder einen Wert zurückgeben
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Beispiele: reduce
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anderes Beispiel: "Bilde die Summe der Längen aller Strings";
hier braucht man ein drittes Argument,
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wenn als Ergebnis eine komplexere Struktur erwartert wird, wie
z.B. ein HashSet, kann die Methode collect() genutzt werden...
Beispiel: "Bilde aus dem Stream von Strings eine HashSet-Struktur"
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Collectors-Klasse hat Angebote für alle gängigen Collections
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Es soll eine Liste von Personen in eine Map transformiert werden,
so dass später für eine ID ein Name gefunden werden kann...
falls ein key mehr als einmal auftaucht, gibt es eine IllegalStateException
ein drittes Argument kann Kollisionsbehandlung...
Eine Liste von Elementen nach bestimmten Kriterien zu gruppieren,
ist eine häufig vorkommende Aufgabenstellung
daher gibt ...
Motivation, Einführung
Definitionen zu Lambda Expressionss
Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen
Noch kürzer: Refere...
Wir erinnern uns, da war diese starre Anweisung:
Stattdessen können wir schreiben:
Lösungen…
logger.info( () -> "x: " + x ...
und was ist mit der Parallelisierung?
Da bietet die Stream API vielfältige Angebote, z.B.
Lösungen…
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und schlussendlich unser hässlicher ActionListener?
Lösungen…
saveButton.addActionListener(new ActionListener() {
@Overrid...
Fazit
Lambda Expressions sind seit den Generics aus Java 5 die
gravierendste Neuerung in Java 8
Führen das Prinzip des "Fu...
Zentrale Paderborn
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Tel.: 05251 1063-0
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Vortrag auf dem Expertenkreis Java am 3.7.2014

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Java 8, mit Lambdas das hohe Lied des Functional Programming singen

  1. 1. Java 8 mit Lambdas das hohe Lied des Functional Programming singen IPS-Expertenkreis Dr. Hubert Austermeier ORDIX AG 03.07.2014 ha@ordix.de www.ordix.de
  2. 2. Motivation, Einführung Definitionen zu Lambda Expressionss Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen Noch kürzer: Referenzen auf Methoden/Konstruktoren Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Agenda Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Streams im Einsatz Lösungen mittels Lambda Expressions Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 1
  3. 3. Es finden 3 String-Additionen und 2 toString() Konversionen statt – auch dann, falls der Log Level auf Warning steht! Probleme! Welche Probleme? logger.info("x: " + x + ", y: " + y); Keine Chance, diesen Code auf einem 8-Kern Rechner parallel laufen zu lassen Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 2 for (BusinessObj b : listOfBO) b.doComplexWork();
  4. 4. Probleme… saveButton.addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { saveActions(e.getActionCommand()); } }); Hässlich, einfach nur hässlich… übrigens nicht nur für Entwickler, auch für die JVM! Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 3
  5. 5. Die zuvor gezeigten "Probleme" haben etwas gemeinsam: mögliche Lösungen haben mit Funktionen zu tun; Funktionen, die für eine Parameterübergabe taugen Das führt zu Lambda Expressions, kurz Lambdas, welche die bedeutendste Neuerung in Java 8 (seit März draußen) darstellen Was kann helfen? bedeutendste Neuerung in Java 8 (seit März draußen) darstellen Die konkreten Lösungen schauen wir uns später an… Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 4
  6. 6. Lambdas sind seit langem auf der Agenda des Java-Fortschritts benannt nach dem griechischem λ – und nach dem Lambda Kalkül entwickelt in den 1930‘er Jahren zur Untersuchung von Funktionen und deren Berechenbarkeit (A. Church, et al.) Lambdas Grundsätzliches sollen das Prinzip des "Functional Programming" in Java befördern bekannte, funktionale Programmiersprachen sind Lisp, Scheme, Haskell, … Lambdas sollen u.a. die sperrigen, unleserlichen Anonymen Klassen ablösen werden zunehmend wichtig für das Thema "Multithreading“ Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 5
  7. 7. Der Begriff Closure ist sehr verbreitet in der IT und bedeutet vereinfacht: Code, der herumgereicht werden kann, z.B. an eine Methode, die diesen Code verzögert ausführen kann deferred execution Closure heißt es vielen Programmiersprachen (Scheme, Lisp, Scala, …), Closure dort, Lambda hier Closure heißt es vielen Programmiersprachen (Scheme, Lisp, Scala, …), für Java wurde die Bezeichnung Lambda gewählt Man findet auch den Begriff "Code as Data" soll heißen, dass Code herumgereicht wird genauso wie Daten Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 6
  8. 8. In einem Blog Beitrag von James Gosling (Java Protagonist) findet sich etwas zur Historie des Closure Themas in Java (http://www.javaworld.com/#resources) etwas Historie: Closures vs inner classes Closures were left out of Java initially more because of time pressures than anything else. Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 7 time pressures than anything else. In the early days of Java the lack of closures was pretty painful, and so inner classes were born: an uncomfortable compromise that attempted to avoid a number of hard issues. But as is normal in so many design issues, the simplifications didn't really solve any problems, they just moved them.
  9. 9. Beispiel in Java 8: (a, b) -> a + b symbolisiert die Funktion: Berechne die Summe von zwei Parametern (der Typ von a und b ergibt sich aus dem Kontext, dazu später mehr) Wie sieht eine Lambda Expression denn nun aus? dazu später mehr) Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 8
  10. 10. Motivation, Einführung Definitionen zu Lambda Expressionss Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen Noch kürzer: Referenzen auf Methoden/Konstruktoren Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Agenda Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Streams im Einsatz Lösungen mittels Lambda Expressions Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 9
  11. 11. syntaktisch besteht einer Lambda Expression aus: einer Liste von Parametern, durch Komma getrennt einem Methodenrumpf Zwischen Parameterliste und Methodenrumpf steht das "->" Symbol: Syntax von Lambda Expressions oder einfacher: Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 10 String[] names = {"Thomas", "Sebastian", "Uli", "Tobias", "Andreas"}; names.forEach((String element) -> { System.out.println(element); }); names.forEach(element -> System.out.println(element));
  12. 12. der Datentyp der Parameter wird aus dem Kontext abgeleitet Zugriff auf Variablen des "umliegenden Scopes" ist möglich, falls sie effektiv unveränderlich sind der Modifier final ist mit Java 8 nicht mehr obligatorisch weitere Definitionen Gültigkeitsbereiche: this bezieht sich auf die Instanz der Klasse, in welcher Lambda Expression steht super verweist auf die Oberklasse der Klasse, in welcher Lambda Expression steht Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 11
  13. 13. Anonyme Klasse vs. Lambda Expression String[] names = {"Thomas", "Sebastian", "Uli", "Tobias", "Andreas"}; // Anonyme Klasse Arrays.sort(names, new Comparator<String>() { @Override public int compare(String name1, String name2) { return name1.compareTo(name2); } Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 12 } }); // Lambda Expression Arrays.sort(names, (name1, name2) -> name1.compareTo(name2));
  14. 14. Lambda Expressions können auch mehrere Anweisungen enthalten der Anweisungsblock wird dann in geschweifte Klammern gesetzt Mehrzeilige Lambda Expressions Collections.sort(liste, (person1, person2) -> { int c = person1.getVorname().compareTo(person2.getVorname()); if (c == 0) Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 13 if (c == 0) c = person1.getNachname().compareTo(person2.getNachname()); return c; });
  15. 15. Lambda Expressions können genutzt werden bei: Variablen-Initialisierung oder -zuweisung Argumentposition Ergebnisrückgabe mit return Rumpf eines größeren Lambda-Ausdrucks Operand eines bedingten Ausdrucks (dreistelliger Operator ?:) Lambda Expression dürfen wo stehen? Operand eines bedingten Ausdrucks (dreistelliger Operator ?:) generell überall, wo die Instanz eines Functional Interface stehen kann im Gegensatz zu anonymen Klassen werden keine zusätzlichen Bytecode-Dateien generiert! Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 14
  16. 16. Motivation, Einführung Definitionen zu Lambda Expressionss Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen Noch kürzer: Referenzen auf Methoden/Konstruktoren Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Agenda Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Streams im Einsatz Lösungen mittels Lambda Expressions Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 15
  17. 17. sind Interfaces mit einer einzigen, abstrakten Methode sog. SAM Interface (Single Abstract Method) @FunctionalInterface markiert ein Functional Interface Compiler kann damit prüfen, ob es valide ist Functional Interfaces sind Voraussetzung für Lambda Expressions, welche eine kompakte Schreibweise bieten Interfaces in Java 8 können default-Methoden implementieren! (wichtig für Rückwärtskompabilität) Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 16
  18. 18. Functional Interfaces… @FunctionalInterface public interface MyFunctionalInterface { void takeTime(LocalDateTime time); default String timeFormatter(LocalDateTime time) { return time.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE); Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 17 return time.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE); } }
  19. 19. Motivation, Einführung Definitionen zu Lambda Expressionss Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen Noch kürzer: Referenzen auf Methoden/Konstruktoren Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Agenda Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Streams im Einsatz Lösungen mittels Lambda Expressions Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 18
  20. 20. Lambda Expression führen oft nur eine einzige Methode aus Methoden Referenz bieten eine weitere, verkürzte Schreibweise die Methode wird über Typ::Namen referenziert neben dem Datentyp der Parameter, muss der Compiler auch die Anzahl der Parameter aus dem Kontext ableiten Methoden Referenzen die Anzahl der Parameter aus dem Kontext ableiten die Methode wird nicht aufgerufen, sondern referenziert! Beispiel: Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 19 Integer[] numbers = {120 ,5, 90, 3, 1, 9, 14, 22, 2}; Arrays.stream(numbers).forEach(e -> System.out.println(e)); // geht einfacher mit Methoden Referenz Arrays.stream(numbers).forEach(System.out::println);
  21. 21. syntaktisch besteht eine Methoden Referenz aus: einem Receiver (Empfänger) Name der statischen Methode oder Instanzmethode durch “::“ verbunden Syntax Methoden Referenzen Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 20 Syntax Beschreibung Klasse::new Referenz auf einen Konstruktor Klasse::statischeMethode Referenz auf eine statische Methode Klasse::instanzMethode Referenz auf eine Instanzmethode eines beliebigen Objekts Objekt::instanzMethode Referenz auf eine Instanzmethode eines bestimmten Objekts
  22. 22. Beispiele // Methoden Referenz – statische Methode Integer[] numbers = {120 ,5, 90, 3, 1, 9, 14, 22, 2}; Arrays.sort(numbers, Integer::compare); //– nicht statische Methode Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 21 //– nicht statische Methode String[] letters = {"V", "S", "C", "T", "A", "R", "H"}; Arrays.sort(letters, String::compareTo); // - mittels eines bestimmten Objektes - bound ComparisonProvider comparisonProvider = new ComparisonProvider(); personListe.sort(comparisonProvider::compareByName);
  23. 23. Beispiel: Klasse::new // Konstruktor Referenz String filesuffix = ".txt"; List<String> dataList = Arrays.asList("readme","releasenotes"); dataList.stream() .map(StringBuilder::new) .map(s->s.append(filesuffix)); Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 22
  24. 24. Motivation, Einführung Definitionen zu Lambda Expressionss Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen Noch kürzer: Referenzen auf Methoden/Konstruktoren Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Agenda Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Streams im Einsatz Lösungen mittels Lambda Expressions Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 23
  25. 25. neue, mächtige API in Java 8, um effizienter Collections einzusetzen basieren stark auf Lambdas und Functional Interfaces ein Stream speichert keine Daten der Speicher besteht aus Collections, Arrays,… Streams Grundsätzliches auf Streams finden Operationen (Methodenaufrufe) statt es wird z.B. nicht iteriert über einen Stream Stream Operationen ändern nicht ihre Quelle (z. B. eine List<…>) sie geben neue Streams zurück bzw. erzeugen Ergebnisse Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 24
  26. 26. bislang mussten Entwickler vieles selbst programmieren: Bspl.: "Iteration über ein Array und Elemente konkatenieren" Stream API Motivation String[] strArr = new String[]{"Hallo", ", ", "Welt"}; StringBuilder satz = new StringBuilder(""); for (String wort: strArr) { Nicht weiter schlimm, aber solcher Code ist z.B. schwer parallelisierbar! Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 25 for (String wort: strArr) { satz.append(wort); }
  27. 27. in der Stream API stecken viele implizite Algorithmen; zum Iterieren gibt es beispielsweise die Methode: forEach Iteration: forEach String[] strArr = new String[]{"Hallo", ", ", "Welt"}; StringBuilder satz = new StringBuilder(""); Arrays.stream(strArr).forEach(satz::append);Arrays.stream(strArr).forEach(satz::append); Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 26
  28. 28. Stream-Operationen lassen sich in 3 Kategorien unterteilen: Stream-Generierung (creation operation) Stream-Transformation (intermediate operation) werden 0..n mal angewendet Stream Management werden 0..n mal angewendet liefern ihrerseits jeweils Streams zurück Abschlussberechnung (terminal operation) Sie werden auch in dieser Reihenfolge angewendet Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 27
  29. 29. Motivation, Einführung Definitionen zu Lambda Expressionss Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen Noch kürzer: Referenzen auf Methoden/Konstruktoren Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Agenda Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Streams im Einsatz Lösungen mittels Lambda Expressions Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 28
  30. 30. einen Stream zu einer Collection (List, Set, Map,…) bekommt man über die Methode stream() Stream<String> s = stringSet.stream(); ein Array ist auf 2 Arten umwandelbar zu einem Stream : Stream.of(anArray) liefert Stream für das gesamte Array Arrays.stream(anArray, von, bis) liefert Stream für einen Stream-Generierung (I/II) Arrays.stream(anArray, von, bis) liefert Stream für einen Abschnitt des Arrayes Stream.empty() liefert einen leeren Stream (kann nötig sein, falls leeres Ergebnis zurück zu geben ist) Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 29
  31. 31. Stream.generate(Math::random) liefert Stream von Zufallszahlen weitere Java 8 API-Klassen liefern Streams als Resultat um Zeilen einer Datei auszulesen: Stream<String> lines = Files.lines(pFile); Stream-Generierung (II/II) Stream<String> lines = Files.lines(pFile); um eine Suche durchzuführen und die passenden "Matches" zu erhalten: Stream<String> words = Pattern.compile(regExp).splitAsStream(contents); Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 30
  32. 32. eine Stream-Transformation liest Daten aus einem Stream und packt modifizierte Daten in einen anderen Stream Stream Transfomationen erfolgen häufig "lazy", d.h. erst wenn die transformierten Daten benötigt werden, findet die Transformation statt Stream-Transformation die filter() Operation modifiziert einen Ursprungsdatenstrom, in dem nur Elemente durchkommen, die ein gewisses Kriterium erfüllen Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 31
  33. 33. Suche nach oder Filtern von Elementen erforderte bislang ein "aktives Suchen", z.B. mittels einer Suchschleife wie "zählen aller Strings mit Länge > 2" Suchen in Listen String[] strArr = new String[]{"Hallo", ", ", "Welt"}; int count = 0; for (String s : strArr) if (s.length > 2) count++; Streams bieten dafür die Methode filter Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 32 Stream<String> strStream = Arrays.stream(strArr); int count = 0; count = strSet.stream().filter(s -> s.length > 2).count();
  34. 34. um die einzelnen Elemente eines Streams zu transformieren, rückt die Methode map() ins Blickfeld wird aufgerufen mit eine Lambda Expression (oder Methoden Referenz) diese bestimmt, wie der Typ des Transformationsergebnisses ist Elemente umformen: map diese bestimmt, wie der Typ des Transformationsergebnisses ist map() erzeugt einen neuen Stream von Elementen des gleichen Typs, falls lambda: Function(T, T) ist vom Typ U, falls lambda: Function(T, U) Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 33
  35. 35. Aufgabenstellung: eine Liste von Wörtern umformen, so dass eine Sequenz resultiert mit allen Wörtern in Kleinbuchstaben Es greift der Mechanismus von map(): jedes Element wird einer Transformation unterzogen und in einen neuen Stream gepackt Beispiel: map oder mittels Methoden Referenz Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 List<String> wordList = ...; Stream<String> words = wordList.stream(); Stream<String> lowercaseWords = words.map(s -> s.toLowerCase()); 34 Stream<String> lowercaseWords = words.map(String::toLowerCase);
  36. 36. Ausgangslage: Elemente eines Streams sind so zu transformieren, dass pro Element eine Container-Struktur entsteht (z.B. eine List<T>) Wunsch: es soll keine Ineinanderschachtelung stattfinden, wie z.B. Stream<List<T>>, sondern eine "flache" Struktur entstehen Stream<T> Umformung Kaskadierung: flatMap Lösung: die Methode flatMap() liefert genau das Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 35
  37. 37. die folgende Methode transformiert jeden String in einen Stream<Character>: BeispielS: flatMap public static Stream<Character> characterStream(String s) { List<Character> result = new ArrayList<>(); for (char c : s.toCharArray()) result.add(c); return result.stream(); } Ergebnis von characterStream("boot") ist der Stream ['b', 'o', ‘o', 't'] ein simples map() liefert eine verschachtelte Struktur flatMap hingegen löst die innere Struktur und liefert einen "flachen" Stream Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 36 Stream<Stream<Character>> result = words.map(w -> characterStream(w)); } Stream<Character> letters = words.flatMap(w -> characterStream(w));
  38. 38. Methoden, die eine endgültige Struktur oder einen Wert zurückgeben sorgen dafür, dass alle Berechnungen, Transformationen, Filterungen, etc. tatsächlich stattfinden basieren hauptsächlich auf reduce() und collect() Abschlussberechnung (terminal operation) basieren hauptsächlich auf reduce() und collect() Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 37
  39. 39. um sukzessive, Element für Element zu rechnen und am Ende ein Ergebnis zu liefern, eignet sich die Methode: reduce() es wird jeweils unter Hinzunahme eines weiteren Elementes ein neues Zwischenergebnis gebildet Einzelergebnisse aus Streams: reduce ein neues Zwischenergebnis gebildet reduce() hat bis zu 3 Argumente: initialValue: Identitätswert; Operation mit diesem Wert liefert identischen Wert, (0 bei Integer Addition) accumulator: "addiert" ein Element zu einem (Zwischen)ergebnis combiner: fasst zwei Zwischenergebnisse zu einem zusammen Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 38
  40. 40. einfaches Beispiel: "Berechne die Summe von n Zahlen" Beispiele: reduce Stream<Integer> values = ...; // mit 1 Argument Optional<Integer> sum = values.reduce((x, y) -> x + y) // oder mit 2 Argumenten; Optional ist nicht mehr nötig! Integer sum = values.reduce(0, (x, y) -> x + y) bei einfachen Operationen ist wieder Methoden Referenz nutzbar Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 39 Integer sum = values.reduce(0, (x, y) -> x + y) Stream<Integer> values = ...; // Methoden-Referenz Integer sum = values.reduce(0, Integer::sum)
  41. 41. anderes Beispiel: "Bilde die Summe der Längen aller Strings"; hier braucht man ein drittes Argument, denn Teilergebnisse sind speziell zusammenzufassen reduce mit combiner int result = words.reduce(0, (total, word) -> total + word.length(), // accumulator (total1, total2) -> total1 + total2); // combiner Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 40 (total1, total2) -> total1 + total2); // combiner
  42. 42. wenn als Ergebnis eine komplexere Struktur erwartert wird, wie z.B. ein HashSet, kann die Methode collect() genutzt werden es wird jeweils unter Hinzunahme eines weiteren Elementes ein bestehendes Zwischenergebnis erweitert! Strukturergebnisse aus Streams: collect collect() hat ebenfalls bis zu 3 Argumente: supplier: Initialisierungsfunktion; liefert eine leere Struktur accumulator: fügt ein Element einem (Zwischen)ergebnis hinzu combiner: fügt ein Zwischenergebnis mit einem zweiten zusammen Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 41
  43. 43. Beispiel: "Bilde aus dem Stream von Strings eine HashSet-Struktur" Beispiele: collect HashSet<String> result = words.collect(HashSet::new, HashSet::add, HashSet::addAll); // ^ ^ ^ // supplier accumulator combiner In der Praxis nutzt man Factory-Methoden aus der Collectors-Klasse Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 42 // für Standard Collections gibt es vorgefertigte Methoden Set<String> hSResult = words.collect(Collectors.toSet());
  44. 44. Collectors-Klasse hat Angebote für alle gängigen Collections collect... List<String> lResult= words.collect(Collectors.toList()); // oder etwas spezieller, nicht einfach Set, sondern TreeSet TreeSet<String> tSResult = words.collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new)); Beispiel: String-Zusammenfassung: "Bilde aus dem Stream von Strings einen Gesamtstring“ Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 43 words.collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new)); String result1 = words.collect(Collectors.joining()); // mit Trennzeichen zwischen Einzelstrings String result2 = words.collect(Collectors.joining(", "));
  45. 45. Es soll eine Liste von Personen in eine Map transformiert werden, so dass später für eine ID ein Name gefunden werden kann (Annahme1: es gibt eine Person Klasse mit passenden Attributen) (Annahme2: es gibt eine people Variable vom Typ Stream<Person>) Elemente in eine Map packen mittels collect // Collectors.toMap() hat zwei Argumente // 1: wie komme ich an den key Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 44 // 1: wie komme ich an den key // 2: was ist der value Map<Integer, String> idToName = people.collect( Collectors.toMap(Person::getId, Person::getName)); // value soll das Objekt sein Map<Integer, Person> idToPerson = people.collect( Collectors.toMap(Person::getId, Function.identity());
  46. 46. falls ein key mehr als einmal auftaucht, gibt es eine IllegalStateException ein drittes Argument kann Kollisionsbehandlung übernehmen Beispiel: „Konstruktion einer Map für die Sprachen alle verfügbaren Locales. Als key fungiert der Namen im default Locale ("German"), welcher als value den lokalisierten Namen hat ("Deutsch").“ Kollisionen behandeln welcher als value den lokalisierten Namen hat ("Deutsch").“ Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 45 Stream<Locale> locales = Stream.of(Locale.getAvailableLocales()); Map<String, String> languageNames = locales.collect( Collectors.toMap( l -> l.getDisplayLanguage(), l -> l.getDisplayLanguage(l), (existingValue, newValue) -> existingValue)); Locales: ar_AE, ar_JO, ar_SY, hr_HR, fr_BE, es_PA, ...
  47. 47. Eine Liste von Elementen nach bestimmten Kriterien zu gruppieren, ist eine häufig vorkommende Aufgabenstellung daher gibt es dafür die spezielle Methode groupingBy Beispiel: "Gruppiere alle Sprachen eines Landes“ Gruppierung durchführen: groupingBy Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 46 // groupingBy benötigt eine classifier function; // hier: Locale::getCountry Map<String, List<Locale>> countryToLocales = locales.collect(Collectors.groupingBy(Locale::getCountry)); // Sprachen für die Schweiz: List<Locale> swissLocales = countryToLocales.get("CH"); // Yields locales [it_CH, de_CH, fr_CH]
  48. 48. Motivation, Einführung Definitionen zu Lambda Expressionss Voraussetzungen: funktionale Schnittstellen Noch kürzer: Referenzen auf Methoden/Konstruktoren Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Agenda Streams: profitieren stark von Lambda Expressions Streams im Einsatz Lösungen mittels Lambda Expressions Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 47
  49. 49. Wir erinnern uns, da war diese starre Anweisung: Stattdessen können wir schreiben: Lösungen… logger.info( () -> "x: " + x + ", y: " + y ); logger.info("x: " + x + ", y: " + y); und dürfen hoffen, dass das java.util.Logging um das Angebot eines Functional Interface erweitert ist Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 48 // Auszug Logging API; neue log Methode mit Lambda; // wird und nur bei Bedarf ausgewertet! public void log(Level level, Supplier<String> msgSupplier) { if (!isLoggable(level)) { return; } LogRecord lr = new LogRecord(level, msgSupplier.get());
  50. 50. und was ist mit der Parallelisierung? Da bietet die Stream API vielfältige Angebote, z.B. Lösungen… for (BusinessObj b : listOfBO) b.doComplexWork(); Da bietet die Stream API vielfältige Angebote, z.B. Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 49 listOfBO.parllelStream().forEach(b.doComplexWork());
  51. 51. und schlussendlich unser hässlicher ActionListener? Lösungen… saveButton.addActionListener(new ActionListener() { @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { saveActions(e.getActionCommand()); } }); Da hilft eine simple (!!) Lambda Expression Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 50 }); saveButton.addActionListener( e-> saveActions(e.getActionCommand()));
  52. 52. Fazit Lambda Expressions sind seit den Generics aus Java 5 die gravierendste Neuerung in Java 8 Führen das Prinzip des "Functional Programming“ in die Java-Welt ein Mit der Stream-API hat ORACLE/SUN eine leistungsfähige Innovation Lambda Expression eröffnen ein neues Programmierprinzip in Java, was durchaus als Bereicherung anzusehen ist 51Java 8 - Lambda Expressions, IPS Expertenkreis, 03.07.2014 Mit der Stream-API hat ORACLE/SUN eine leistungsfähige Innovation des Collection Frameworks vorgenommen unter starker Nutzung von Lambda Expressions
  53. 53. Zentrale Paderborn Westernmauer 12 - 16 33098 Paderborn Tel.: 05251 1063-0 Seminarzentrum Wiesbaden Kreuzberger Ring 13 65205 Wiesbaden Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 65205 Wiesbaden Tel.: 0611 77840-00 Zentrales Fax: 0180 1 67349 0 0180 1 ORDIX 0 Weitere Geschäftsstellen in Köln, Münster und Neu-Ulm E-Mail: info@ordix.de Internet: http://www.ordix.de

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