详解Java8如何使用Lambda表达式进行比较
作者：老K的Java博客 发布时间：2023-12-09 19:27:16
标签：Java8,Lambda表达式
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
来源：https://javakk.com/2568.html
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