60分で体験する Stream / Lambda ハンズオン
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Java Doでしょう #01（8/23 札幌） http://javado.connpass.com/event/18278/
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- 2. gishi_yama • 某地方大学でeラーニングなどの情報システムの 開発・研究に従事 • Wicket-Sapporo, Java Do ← New! • Wicket User Guideの翻訳にチャレンジ中 https://github.com/wicket-sapporo/wicket_user_guide_jp
- 3. ハンズオンの概要 Java 8のリリースから1年あまりが経過し、Stream APIやLambda 式が開発環境に導入される事例も次第 に増えてきていることと思います。 Stream APIやLamda式のしくみ・書き方・ルールの 基本と、これらを用いて既存のJavaコードをどう変 化させることができるのか、体験してみましょう。 3
- 4. 練習・演習プロジェクト https://github.com/java-‐do/20150823_seminar 1. Download Zip をして展開（もしくはgitでclone） 2. stream20150823 フォルダをインポート Eclipse：Existing Maven Project（既存のMavenプロジェクト） NetBeans：プロジェクトを開く 3. 指示に従ってHandsOn.javaを編集し、ファイルを実行する 4. 解答例は Answer.java に記載されている
- 5. Stream / Lambda Javaに細かい並列処理を導入するため、Java8から導 入されたAPIや記法のこと • Stream： 配列、List、Set、Mapといったコレクション的な オブジェクトへの順次・並列処理を記述するAPI • Lambda： 匿名の関数オブジェクトを作るための関数型イン ターフェースの実装（とその記法） 5
- 6. 6 ages 22 10 19 38 たとえば、配列を表示する ‣ ages を要素数分繰り返す ‣ iを要素番号として、agesから要素を取り出す ‣ 取り出した要素を表示する int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; for (int i = 0; i < ages.length; i++) { System.out.println(ages[i]); }
- 7. 7 ages 22 10 19 38 たとえば、配列を表示する Stream int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; Arrays.stream(ages) .forEach(n -‐> System.out.println(n)); ‣ agesをstreamにする ‣ streamの要素nをSystem.out.println(n)で表示する
- 8. 8 ‣ ages を要素数分繰り返す ‣ iを要素番号として、agesから要素を取り出す ‣ 取り出した要素を表示する ‣ agesをstreamにする ‣ streamの要素nをSystem.out.println(n)で表示する
- 9. ages 22 10 19 38 たとえば、選んで表示する ‣ ages を要素数分繰り返す ‣ iを要素番号として、agesから要素:nを取り出す ‣ nが20以上の時だけ、下を実行する ‣ nを表示する ※20以上を表示 int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; for (int i = 0; i < ages.length; i++) { int n = ages[i]; if (n >= 20) { System.out.println(n); } }
- 10. 10 ages 22 10 19 38 たとえば、選んで表示する Stream ‣ argsをStreamにする ‣ streamの要素nが20以上のものだけにフィルタする ‣ 残った要素nを表示する ※20以上を表示 int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; Arrays.stream(ages) .filter(n -‐> n >= 20) // 22, 38のみのStreamができる .forEach(n -‐> System.out.println(n));
- 11. 11 ‣ ages を要素数分繰り返す ‣ iを要素番号として、agesから要素:nを取り出す ‣ nが20以上の時だけ、下を実行する ‣ nを表示する ‣ argsをStreamにする ‣ streamの要素nが20以上のものだけにフィルタする ‣ 残った要素nを表示する
- 12. 練習1を やってみましょう 12
- 13. 13 Streamの構造 int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; Arrays.stream(ages) .filter(n -‐> n >= 20) .forEach(n -‐> System.out.println(n)); ‣ 終端操作が実行されるときに、パイプラインの全てが実行される ‣ それぞれにどのような種類があるのかは @hisidamaさんの http://www.ne.jp/asahi/hishidama/home/tech/java/ stream.html#h_method がわかりやすい ストリーム・パイプライン
- 14. 14 ages 22 10 19 38 並列処理 Stream ※20以上を表示 int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; Arrays.stream(ages) .parallel() .filter(n -‐> n >= 20) .forEach(n -‐> System.out.println(n)); streamをparallel streamに変化させるだけで、 並列処理になる ※順序保証だとパフォーマンスは下がる
- 15. 15 ages 22 10 19 38 要素の入れ替え Stream map、mapToXXというメソッドで、要素を入れ替えた Streamを生成し、処理を継続する Arrays.stream(ages) .filter(n -‐> n >= 20) // 22, 38のみのStreamができる .mapToObj(n -‐> Integer.toBinaryString(n)) // 2進数化したStreamができる .forEach(n -‐> System.out.println(n));
- 16. 16 Lambda式 ・n -‐> n >= 20 ・n -‐> Integer.toBinaryString(n) ・n -‐> System.out.println(n) Streamの中に現れた これらが Lambda（ラムダ）式。 ラムダ式は、 式 の様に処理（関数）を書ける 「関数オブジェクト」 Javaでは、関数型インターフェースの無名クラスが原型
- 17. 無名クラス インスタンス化の際に{}をつけることで、サブクラスやインター フェースの実装クラスのオブジェクトをその場で作ることができる。 このサブクラスには、クラス名がない。 この手法（と、作られたクラス）を無名クラスという。 public class GamePlayer extends AbstractPlayer { // AbstractPlayerのサブクラス // このサブクラスには GamePlayer というクラス名前がある } AbstractPlayer player = new AbstractPlayer() { // このオブジェクトは、AbstractPlayerのサブクラスのオブジェクトとなる // サブクラスにはクラス名が存在しないので、無名クラスと呼ばれる }; ↓通常のサブクラス↑無名クラス
- 18. 関数型インターフェース 18
- 19. int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; IntConsumer consumer = new IntConsumer() { // Consumerの無名クラス @Override public void accept(int n) { System.out.println(n); } }; Arrays.stream(ages) .forEach(consumer); 例：配列を表示する終端操作の Consumerの無名クラス
- 20. int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; IntConsumer consumer = new IntConsumer() { // Consumerの無名クラス @Override public void accept(int n) { System.out.println(n); } }; Arrays.stream(ages) .forEach(consumer); 無名クラスからラムダ式へ
- 21. int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; IntConsumer consumer = n -‐> System.out.println(n); Arrays.stream(ages) .forEach(consumer); ラムダ式
- 22. int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; IntConsumer consumer = n -‐> System.out.println(n); Arrays.stream(ages) .forEach(n -‐> System.out.println(n)); 引数に直接渡す
- 23. アロー演算子の左辺が複数行 になるときは{}で囲む int[] ages = new int[]{22, 10, 19, 38}; Arrays.stream(ages) .forEach(n -‐> { String s = n + "歳"; System.out.println(s); });
- 25. List<String> choiced = profiles.stream() .filter(p -‐> p.isFamale()) .filter(p -‐> p.isAdult()) .map(p -‐> p.getName()) .forEach(i -‐> System.out.println(i)); List<String> choiced = profiles.stream() .filter(Profile::isFamale) .filter(Profile::isAdult) .map(Profile::getName) .forEach(System.out::println); メソッド参照 ラムダ式の部分を オブジェクト::メソッド名 クラス::メソッド名 に書き換えられる（引数も推測される）
- 26. 副作用は（極力）避ける StringJoiner joiner = new StringJoiner(",", "Profile{", "}"); Stream.of(name, sex.toString(), age.toString(), state, policy) .forEach(joiner::add); StringJoiner joiner = new StringJoiner(",", "Profile{", "}"); Stream.of(name, sex.toString(), age.toString(), state, policy) .parallel() .forEach(joiner::add); joiner に変化（副作用）を与えるStream 上（順次処理）と下（並列処理）で結果が異なる！ やむをえない場合もあるが、副作用のある処理は極力さけることで、 エラーの防止や並列化をしやすくなる ※なお、ラムダ式の名で呼び出される変数は暗黙的にfinalとなる （上の例では、joinerがfinalとして扱われる）
- 27. まとめ 27
- 28. まとめ Stream: コレクション的なオブジェクトへの順次・並列 処理をパイプラインで記述できる Lambda: 関数型インターフェースの実装（Stream内で 処理させたい内容など）を式やメソッド参照で書ける Stream API / Lambdaを使うことで、for文を使う処理 をより明確に・簡素に書ける streamをparallel化するだけで並列処理を行わせること ができるようになる（副作用の有無に注意）
- 29. Wicketも将来的には… Martijn Dashorst(2015). Apache Wicket 10 years beyond
- 30. 参考文献 ・Javaによる関数型プログラミング（ISBN:4873117046） ・Javaプログラマーなら習得しておきたい Java SE 8 実践プログラミング （ISBN:4844336673）
- 31. 参考文献 ・きつねさんと学ぶ Lambda式&StreamAPIハンズオン http://www.slideshare.net/bitter_fox/handson-50579009 https://bitbucket.org/bitter_fox/lambda.git ・ひしだまのホームページ：Java Stream http://www.ne.jp/asahi/hishidama/home/tech/java/stream.html ・Java8のstreamを使いこなす：きしだのはてな http://d.hatena.ne.jp/nowokay/20130504 ・JavaのStreamで学ぶ遅延処理実装パターン http://www.slideshare.net/mikeneck/javastream ・社内Java8勉強会 ラムダ式とストリームAPI http://www.slideshare.net/zoetrope/java8-lambdaandstream ・Apache Wicket 10 years beyond http://www.slideshare.net/dashorst/wicket-10-years-and-beyond