1.不可变集合
1.1 什么是不可变集合
是一个长度不可变，内容也无法修改的集合
1.2 使用场景
如果某个数据不能被修改，把它防御性地拷贝到不可变集合中是个很好的实践。
当集合对象被不可信的库调用时，不可变形式是安全的。
简单理解：
不想让别人修改集合中的内容
比如说：
1，斗地主的54张牌，是不能添加，不能删除，不能修改的
2，斗地主的打牌规则：单张，对子，三张，顺子等，也是不能修改的
3，用代码获取的操作系统硬件信息，也是不能被修改的
1.3 不可变集合分类
- 不可变的list集合
- 不可变的set集合
- 不可变的map集合
1.4 不可变的list集合
public class ImmutableDemo1 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建不可变的List集合
"张三", "李四", "王五", "赵六"
*/
//一旦创建完毕之后，是无法进行修改的，在下面的代码中，只能进行查询操作
List<String> list = List.of("张三", "李四", "王五", "赵六");
System.out.println(list.get(0));
System.out.println(list.get(1));
System.out.println(list.get(2));
System.out.println(list.get(3));
System.out.println("---------------------------");
for (String s : list) {
System.out.println(s);
}
System.out.println("---------------------------");
Iterator<String> it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
System.out.println("---------------------------");
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
String s = list.get(i);
System.out.println(s);
}
System.out.println("---------------------------");
//list.remove("李四");
//list.add("aaa");
list.set(0,"aaa");
}
}
1.5 不可变的Set集合
public class ImmutableDemo2 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建不可变的Set集合
"张三", "李四", "王五", "赵六"
细节：
当我们要获取一个不可变的Set集合时，里面的参数一定要保证唯一性
*/
//一旦创建完毕之后，是无法进行修改的，在下面的代码中，只能进行查询操作
Set<String> set = Set.of("张三", "张三", "李四", "王五", "赵六");
for (String s : set) {
System.out.println(s);
}
System.out.println("-----------------------");
Iterator<String> it = set.iterator();
while(it.hasNext()){
String s = it.next();
System.out.println(s);
}
System.out.println("-----------------------");
//set.remove("王五");
}
}
1.6 不可变的Map集合
1.6.1：键值对个数小于等于10
public class ImmutableDemo3 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建Map的不可变集合
细节1：
键是不能重复的
细节2：
Map里面的of方法，参数是有上限的，最多只能传递20个参数，10个键值对
细节3：
如果我们要传递多个键值对对象，数量大于10个，在Map接口中还有一个方法
*/
//一旦创建完毕之后，是无法进行修改的，在下面的代码中，只能进行查询操作
Map<String, String> map = Map.of("张三", "南京", "张三", "北京", "王五", "上海",
"赵六", "广州", "孙七", "深圳", "周八", "杭州",
"吴九", "宁波", "郑十", "苏州", "刘一", "无锡",
"陈二", "嘉兴");
Set<String> keys = map.keySet();
for (String key : keys) {
String value = map.get(key);
System.out.println(key + "=" + value);
}
System.out.println("--------------------------");
Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();
for (Map.Entry<String, String> entry : entries) {
String key = entry.getKey();
String value = entry.getValue();
System.out.println(key + "=" + value);
}
System.out.println("--------------------------");
}
}
1.6.2：键值对个数大于10
public class ImmutableDemo4 {
public static void main(String[] args) {
/*
创建Map的不可变集合,键值对的数量超过10个
*/
//1.创建一个普通的Map集合
HashMap<String, String> hm = new HashMap<>();
hm.put("张三", "南京");
hm.put("李四", "北京");
hm.put("王五", "上海");
hm.put("赵六", "北京");
hm.put("孙七", "深圳");
hm.put("周八", "杭州");
hm.put("吴九", "宁波");
hm.put("郑十", "苏州");
hm.put("刘一", "无锡");
hm.put("陈二", "嘉兴");
hm.put("aaa", "111");
//2.利用上面的数据来获取一个不可变的集合
/*
//获取到所有的键值对对象（Entry对象）
Set<Map.Entry<String, String>> entries = hm.entrySet();
//把entries变成一个数组
Map.Entry[] arr1 = new Map.Entry[0];
//toArray方法在底层会比较集合的长度跟数组的长度两者的大小
//如果集合的长度 > 数组的长度 ：数据在数组中放不下，此时会根据实际数据的个数，重新创建数组
//如果集合的长度 <= 数组的长度：数据在数组中放的下，此时不会创建新的数组，而是直接用
Map.Entry[] arr2 = entries.toArray(arr1);
//不可变的map集合
Map map = Map.ofEntries(arr2);
map.put("bbb","222");*/
//Map<Object, Object> map = Map.ofEntries(hm.entrySet().toArray(new Map.Entry[0]));
Map<String, String> map = Map.copyOf(hm);
map.put("bbb","222");
}
}
2.Stream流
2.1体验Stream流【理解】
-
案例需求
按照下面的要求完成集合的创建和遍历
- 创建一个集合，存储多个字符串元素
- 把集合中所有以"张"开头的元素存储到一个新的集合
- 把"张"开头的集合中的长度为3的元素存储到一个新的集合
- 遍历上一步得到的集合
-
原始方式示例代码
public class MyStream1 { public static void main(String[] args) { //集合的批量添加 ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>(List.of("张三丰","张无忌","张翠山","王二麻子","张良","谢广坤")); //list.add() //遍历list1把以张开头的元素添加到list2中。 ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(); for (String s : list1) { if(s.startsWith("张")){ list2.add(s); } } //遍历list2集合，把其中长度为3的元素，再添加到list3中。 ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>(); for (String s : list2) { if(s.length() == 3){ list3.add(s); } } for (String s : list3) { System.out.println(s); } } } -
使用Stream流示例代码
public class StreamDemo { public static void main(String[] args) { //集合的批量添加 ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>(List.of("张三丰","张无忌","张翠山","王二麻子","张良","谢广坤")); //Stream流 list1.stream().filter(s->s.startsWith("张")) .filter(s->s.length() == 3) .forEach(s-> System.out.println(s)); } } -
Stream流的好处
- 直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义：获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印
- Stream流把真正的函数式编程风格引入到Java中
- 代码简洁
2.2Stream流的常见生成方式【应用】
-
Stream流的思想
-
Stream流的三类方法
- 获取Stream流
- 创建一条流水线,并把数据放到流水线上准备进行操作
- 中间方法
- 流水线上的操作
- 一次操作完毕之后,还可以继续进行其他操作
- 终结方法
- 一个Stream流只能有一个终结方法
- 是流水线上的最后一个操作
- 获取Stream流
-
生成Stream流的方式
-
Collection体系集合
使用默认方法stream()生成流， default Stream stream()
-
Map体系集合
把Map转成Set集合，间接的生成流
-
数组
通过Arrays中的静态方法stream生成流
-
同种数据类型的多个数据
通过Stream接口的静态方法of(T… values)生成流
-
-
代码演示
public class StreamDemo { public static void main(String[] args) { //Collection体系的集合可以使用默认方法stream()生成流 List<String> list = new ArrayList<String>(); Stream<String> listStream = list.stream(); Set<String> set = new HashSet<String>(); Stream<String> setStream = set.stream(); //Map体系的集合间接的生成流 Map<String,Integer> map = new HashMap<String, Integer>(); Stream<String> keyStream = map.keySet().stream(); Stream<Integer> valueStream = map.values().stream(); Stream<Map.Entry<String, Integer>> entryStream = map.entrySet().stream(); //数组可以通过Arrays中的静态方法stream生成流 String[] strArray = {"hello","world","java"}; Stream<String> strArrayStream = Arrays.stream(strArray); //同种数据类型的多个数据可以通过Stream接口的静态方法of(T... values)生成流 Stream<String> strArrayStream2 = Stream.of("hello", "world", "java"); Stream<Integer> intStream = Stream.of(10, 20, 30); } }
2.3Stream流中间操作方法【应用】
-
概念
中间操作的意思是,执行完此方法之后,Stream流依然可以继续执行其他操作
-
常见方法
方法名 说明 Stream filter(Predicate predicate) 用于对流中的数据进行过滤 Stream limit(long maxSize) 返回此流中的元素组成的流，截取前指定参数个数的数据 Stream skip(long n) 跳过指定参数个数的数据，返回由该流的剩余元素组成的流 static Stream concat(Stream a, Stream b) 合并a和b两个流为一个流 Stream distinct() 返回由该流的不同元素（根据Object.equals(Object) ）组成的流 -
filter代码演示
public class MyStream3 { public static void main(String[] args) { // Stream<T> filter(Predicate predicate)：过滤 // Predicate接口中的方法 boolean test(T t)：对给定的参数进行判断，返回一个布尔值 ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张三丰"); list.add("张无忌"); list.add("张翠山"); list.add("王二麻子"); list.add("张良"); list.add("谢广坤"); //filter方法获取流中的 每一个数据. //而test方法中的s,就依次表示流中的每一个数据. //我们只要在test方法中对s进行判断就可以了. //如果判断的结果为true,则当前的数据留下 //如果判断的结果为false,则当前数据就不要. // list.stream().filter( // new Predicate<String>() { // @Override // public boolean test(String s) { // boolean result = s.startsWith("张"); // return result; // } // } // ).forEach(s-> System.out.println(s)); //因为Predicate接口中只有一个抽象方法test //所以我们可以使用lambda表达式来简化 // list.stream().filter( // (String s)->{ // boolean result = s.startsWith("张"); // return result; // } // ).forEach(s-> System.out.println(s)); list.stream().filter(s ->s.startsWith("张")).forEach(s-> System.out.println(s)); } } -
limit&skip代码演示
public class StreamDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //需求1：取前3个数据在控制台输出 list.stream().limit(3).forEach(s-> System.out.println(s)); System.out.println("--------"); //需求2：跳过3个元素，把剩下的元素在控制台输出 list.stream().skip(3).forEach(s-> System.out.println(s)); System.out.println("--------"); //需求3：跳过2个元素，把剩下的元素中前2个在控制台输出 list.stream().skip(2).limit(2).forEach(s-> System.out.println(s)); } } -
concat&distinct代码演示
public class StreamDemo03 { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //需求1：取前4个数据组成一个流 Stream<String> s1 = list.stream().limit(4); //需求2：跳过2个数据组成一个流 Stream<String> s2 = list.stream().skip(2); //需求3：合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出 // Stream.concat(s1,s2).forEach(s-> System.out.println(s)); //需求4：合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出，要求字符串元素不能重复 Stream.concat(s1,s2).distinct().forEach(s-> System.out.println(s)); } }
2.4Stream流终结操作方法【应用】
-
概念
终结操作的意思是,执行完此方法之后,Stream流将不能再执行其他操作
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常见方法
方法名 说明 void forEach(Consumer action) 对此流的每个元素执行操作 long count() 返回此流中的元素数 -
代码演示
public class MyStream5 { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张三丰"); list.add("张无忌"); list.add("张翠山"); list.add("王二麻子"); list.add("张良"); list.add("谢广坤"); //method1(list); // long count()：返回此流中的元素数 long count = list.stream().count(); System.out.println(count); } private static void method1(ArrayList<String> list) { // void forEach(Consumer action)：对此流的每个元素执行操作 // Consumer接口中的方法void accept(T t)：对给定的参数执行此操作 //在forEach方法的底层,会循环获取到流中的每一个数据. //并循环调用accept方法,并把每一个数据传递给accept方法 //s就依次表示了流中的每一个数据. //所以,我们只要在accept方法中,写上处理的业务逻辑就可以了. list.stream().forEach( new Consumer<String>() { @Override public void accept(String s) { System.out.println(s); } } ); System.out.println("===================="); //lambda表达式的简化格式 //是因为Consumer接口中,只有一个accept方法 list.stream().forEach( (String s)->{ System.out.println(s); } ); System.out.println("===================="); //lambda表达式还是可以进一步简化的. list.stream().forEach(s->System.out.println(s)); } }
2.5Stream流的收集操作【应用】
-
概念
对数据使用Stream流的方式操作完毕后,可以把流中的数据收集到集合中
-
常用方法
方法名 说明 R collect(Collector collector) 把结果收集到集合中 -
工具类Collectors提供了具体的收集方式
方法名 说明 public static Collector toList() 把元素收集到List集合中 public static Collector toSet() 把元素收集到Set集合中 public static Collector toMap(Function keyMapper,Function valueMapper) 把元素收集到Map集合中 -
代码演示
// toList和toSet方法演示 public class MyStream7 { public static void main(String[] args) { ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<>(); for (int i = 1; i <= 10; i++) { list1.add(i); } list1.add(10); list1.add(10); list1.add(10); list1.add(10); list1.add(10); //filter负责过滤数据的. //collect负责收集数据. //获取流中剩余的数据,但是他不负责创建容器,也不负责把数据添加到容器中. //Collectors.toList() : 在底层会创建一个List集合.并把所有的数据添加到List集合中. List<Integer> list = list1.stream().filter(number -> number % 2 == 0) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(list); Set<Integer> set = list1.stream().filter(number -> number % 2 == 0) .collect(Collectors.toSet()); System.out.println(set); } } /** Stream流的收集方法 toMap方法演示 创建一个ArrayList集合，并添加以下字符串。字符串中前面是姓名，后面是年龄 "zhangsan,23" "lisi,24" "wangwu,25" 保留年龄大于等于24岁的人，并将结果收集到Map集合中，姓名为键，年龄为值 */ public class MyStream8 { public static void main(String[] args) { ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); list.add("zhangsan,23"); list.add("lisi,24"); list.add("wangwu,25"); Map<String, Integer> map = list.stream().filter( s -> { String[] split = s.split(","); int age = Integer.parseInt(split[1]); return age >= 24; } // collect方法只能获取到流中剩余的每一个数据. //在底层不能创建容器,也不能把数据添加到容器当中 //Collectors.toMap 创建一个map集合并将数据添加到集合当中 // s 依次表示流中的每一个数据 //第一个lambda表达式就是如何获取到Map中的键 //第二个lambda表达式就是如何获取Map中的值 ).collect(Collectors.toMap( s -> s.split(",")[0], s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1]) )); System.out.println(map); } }
2.6Stream流综合练习【应用】
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案例需求
现在有两个ArrayList集合，分别存储6名男演员名称和6名女演员名称，要求完成如下的操作
- 男演员只要名字为3个字的前三人
- 女演员只要姓林的，并且不要第一个
- 把过滤后的男演员姓名和女演员姓名合并到一起
- 把上一步操作后的元素作为构造方法的参数创建演员对象,遍历数据
演员类Actor已经提供，里面有一个成员变量，一个带参构造方法，以及成员变量对应的get/set方法
-
代码实现
演员类
public class Actor { private String name; public Actor(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } }测试类
public class StreamTest { public static void main(String[] args) { //创建集合 ArrayList<String> manList = new ArrayList<String>(); manList.add("周润发"); manList.add("成龙"); manList.add("刘德华"); manList.add("吴京"); manList.add("周星驰"); manList.add("李连杰"); ArrayList<String> womanList = new ArrayList<String>(); womanList.add("林心如"); womanList.add("张曼玉"); womanList.add("林青霞"); womanList.add("柳岩"); womanList.add("林志玲"); womanList.add("王祖贤"); //男演员只要名字为3个字的前三人 Stream<String> manStream = manList.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3); //女演员只要姓林的，并且不要第一个 Stream<String> womanStream = womanList.stream().filter(s -> s.startsWith("林")).skip(1); //把过滤后的男演员姓名和女演员姓名合并到一起 Stream<String> stream = Stream.concat(manStream, womanStream); // 将流中的数据封装成Actor对象之后打印 stream.forEach(name -> { Actor actor = new Actor(name); System.out.println(actor); }); } }
3.方法引用
3.1体验方法引用【理解】
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方法引用的出现原因
在使用Lambda表达式的时候，我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案：拿参数做操作
那么考虑一种情况：如果我们在Lambda中所指定的操作方案，已经有地方存在相同方案，那是否还有必要再写重复逻辑呢？答案肯定是没有必要
那我们又是如何使用已经存在的方案的呢？
这就是我们要讲解的方法引用，我们是通过方法引用来使用已经存在的方案
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代码演示
public interface Printable { void printString(String s); } public class PrintableDemo { public static void main(String[] args) { //在主方法中调用usePrintable方法 // usePrintable((String s) -> { // System.out.println(s); // }); //Lambda简化写法 usePrintable(s -> System.out.println(s)); //方法引用 usePrintable(System.out::println); } private static void usePrintable(Printable p) { p.printString("爱生活爱Java"); } }
3.2方法引用符【理解】
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方法引用符
:: 该符号为引用运算符，而它所在的表达式被称为方法引用
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推导与省略
- 如果使用Lambda，那么根据“可推导就是可省略”的原则，无需指定参数类型，也无需指定的重载形式，它们都将被自动推导
- 如果使用方法引用，也是同样可以根据上下文进行推导
- 方法引用是Lambda的孪生兄弟
3.3引用类方法【应用】
引用类方法，其实就是引用类的静态方法
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格式
类名::静态方法
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范例
Integer::parseInt
Integer类的方法：public static int parseInt(String s) 将此String转换为int类型数据
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练习描述
- 定义一个接口(Converter)，里面定义一个抽象方法 int convert(String s);
- 定义一个测试类(ConverterDemo)，在测试类中提供两个方法
- 一个方法是：useConverter(Converter c)
- 一个方法是主方法，在主方法中调用useConverter方法
-
代码演示
public interface Converter { int convert(String s); } public class ConverterDemo { public static void main(String[] args) { //Lambda写法 useConverter(s -> Integer.parseInt(s)); //引用类方法 useConverter(Integer::parseInt); } private static void useConverter(Converter c) { int number = c.convert("666"); System.out.println(number); } } -
使用说明
Lambda表达式被类方法替代的时候，它的形式参数全部传递给静态方法作为参数
3.4引用对象的实例方法【应用】
引用对象的实例方法，其实就引用类中的成员方法
-
格式
对象::成员方法
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范例
“HelloWorld”::toUpperCase
String类中的方法：public String toUpperCase() 将此String所有字符转换为大写
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练习描述
-
定义一个类(PrintString)，里面定义一个方法
public void printUpper(String s)：把字符串参数变成大写的数据，然后在控制台输出
-
定义一个接口(Printer)，里面定义一个抽象方法
void printUpperCase(String s)
-
定义一个测试类(PrinterDemo)，在测试类中提供两个方法
- 一个方法是：usePrinter(Printer p)
- 一个方法是主方法，在主方法中调用usePrinter方法
-
-
代码演示
public class PrintString { //把字符串参数变成大写的数据，然后在控制台输出 public void printUpper(String s) { String result = s.toUpperCase(); System.out.println(result); } } public interface Printer { void printUpperCase(String s); } public class PrinterDemo { public static void main(String[] args) { //Lambda简化写法 usePrinter(s -> System.out.println(s.toUpperCase())); //引用对象的实例方法 PrintString ps = new PrintString(); usePrinter(ps::printUpper); } private static void usePrinter(Printer p) { p.printUpperCase("HelloWorld"); } } -
使用说明
Lambda表达式被对象的实例方法替代的时候，它的形式参数全部传递给该方法作为参数
3.5引用类的实例方法【应用】
引用类的实例方法，其实就是引用类中的成员方法
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格式
类名::成员方法
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范例
String::substring
public String substring(int beginIndex,int endIndex)
从beginIndex开始到endIndex结束，截取字符串。返回一个子串，子串的长度为endIndex-beginIndex
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练习描述
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定义一个接口(MyString)，里面定义一个抽象方法：
String mySubString(String s,int x,int y);
-
定义一个测试类(MyStringDemo)，在测试类中提供两个方法
- 一个方法是：useMyString(MyString my)
- 一个方法是主方法，在主方法中调用useMyString方法
-
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代码演示
public interface MyString { String mySubString(String s,int x,int y); } public class MyStringDemo { public static void main(String[] args) { //Lambda简化写法 useMyString((s,x,y) -> s.substring(x,y)); //引用类的实例方法 useMyString(String::substring); } private static void useMyString(MyString my) { String s = my.mySubString("HelloWorld", 2, 5); System.out.println(s); } } -
使用说明
Lambda表达式被类的实例方法替代的时候
第一个参数作为调用者
后面的参数全部传递给该方法作为参数
3.6引用构造器【应用】
引用构造器，其实就是引用构造方法
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l格式
类名::new
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范例
Student::new
-
练习描述
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定义一个类(Student)，里面有两个成员变量(name,age)
并提供无参构造方法和带参构造方法，以及成员变量对应的get和set方法
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定义一个接口(StudentBuilder)，里面定义一个抽象方法
Student build(String name,int age);
-
定义一个测试类(StudentDemo)，在测试类中提供两个方法
- 一个方法是：useStudentBuilder(StudentBuilder s)
- 一个方法是主方法，在主方法中调用useStudentBuilder方法
-
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代码演示
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } } public interface StudentBuilder { Student build(String name,int age); } public class StudentDemo { public static void main(String[] args) { //Lambda简化写法 useStudentBuilder((name,age) -> new Student(name,age)); //引用构造器 useStudentBuilder(Student::new); } private static void useStudentBuilder(StudentBuilder sb) { Student s = sb.build("林青霞", 30); System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge()); } } -
使用说明
Lambda表达式被构造器替代的时候，它的形式参数全部传递给构造器作为参数
