【java8 勉強会】怖くない！ラムダ式, Stream API

Java 8 勉強会
怖くない！ラムダ式, Stream API
2015/09/30 株式会社デーコム Ken

自己紹介
 名前
 Ken
 所属
 株式会社デーコム (4年目)
 やってること
 Webアプリの実装
 Java, SAStruts
 Javascript, CSS3
 jQuery, flotr2(グラフ表示)
 SPARQL (sqlっぽいやつ)
 今熱いこと
 数学, 哲学
 『数学ガール』(結城浩) とか
 コンピュータ将棋(電王戦)

自己紹介 – つづき
 趣味とか
 趣味プログラミング(まれに)
 なぞぷよ, 2chブラウザ, ルービックキューブ用タイマーなど
 音ゲー
 beatmaniaIIDX 全曲ハードクリア(未解禁曲以外)
 Dance Dance Revolution 足鳳凰
 Splatoon
 ウデマエ S, 最近のブキ:ノヴァブラスターネオ
 タイムアタック
 ルービックキューブ (自己べ22秒, 最近は40秒)
 海腹川背, 星のカービィSDX, ロックマンX4

勉強会のtarget
 Java 6,7の知識で止まっている方
 ラムダ式、あぁあの気持ち悪いやつねという方
 StreamAPI、って何だという方

Java 8の新機能のうち、今回話さないこと
 話さないこと
 Stream API の parallel()
 (使ったことない & 排他など複雑なので)
 Optional
 (準備できませんでした)
 DateTime API
 デフォルトメソッド
 など...

前提知識
 Java 6
 interface
 匿名クラス
 ジェネリクス

ラムダ式 (Lambda Expression)
舎 λ λ λ λ.....

ラムダ式
 x -> x * 2
 x を引数に取って、x * 2 を返す
 メソッドとして考えると
 int convert(int x) {
return x * 2;
}
 JavaScriptなら
 function(x){
return x * 2;
}

ラムダ式 - ありそうな例
 人を表すクラス
 class Person {
String name;
int age;
}

 20歳以上の人だけ処理する
 public void main(){
method(list, 20);
}
 void method (List<Person> list, int minAge) {
for(Person p : list) {
if(p.age >= minAge)
doSomething(p);
}
}

 6歳以上12歳以下の人だけを処理する
method(list, 6, 12);
}
 void method (List<Person> list, int minAge, int maxAge) {
if(p.age >= minAge && p.age <= maxAge)
doSomething(p);
}
}

 名前が「A」で始まる人だけを処理する
method(list, 0, 999, “A”);
}
 void method (List<Person> list, int minAge, int maxAge,
String nameStartWith) {
if(p.age >= minAge &&
p.age <= maxAge &&
p.name.startWith(nameStartWith))
doSomething(p);
}
}

 名前が「B」で終わる人だけを処理
 年齢が偶数の人だけを処理
 名前の文字数が10以上の人だけを処理
・
・
・

＿人人人人人人＿
＞引数地獄＜
￣Y^Y^Y^Y^Y￣

ラムダ式 – ありそうな例
 interfaceを導入する
 interface PersonFilter {
/**
* pをフィルタに通過させる場合はtrueを返します。
*/
boolean test(Person p);
}

 メソッド呼び出し側でフィルタ条件のプログラムを
書く (匿名クラスを利用)
method(list, new PersonFilter(){
boolean test(Person p) {
return p.age >= 20;
}
});
}
 void method(List<Person> list, PersonFilter filter) {
if(filter.test(p)) {
doSomething(p);
}
}
}

 メソッド呼び出し側でフィルタ条件のプログラムを
書く (匿名クラスを利用)
method(list, new PersonFilter(){
return p.age >= 20;
}
});
}
 void method(List<Person> list, PersonFilter filter) {
doSomething(p);
}
}
}
絞り込み条件を変更しても
処理する側は変更なし

 匿名クラスの記法は無駄が多い(定型文が多い)
 method(list, new PersonFilter(){
return p.age >= 20;
}
});

 匿名クラスの記法は無駄が多い(定型文が多い)
 method(list, new PersonFilter(){
return p.age >= 20;
}
});
やりたいこと
定型文

 ラムダ式を使った記法
 method(list, p -> p.age >= 20);

アロー演算子
(ハイフン+大なり)

引数返す値

 ラムダ式 = 匿名クラスの省略記法
 匿名クラス
 new PersonFilter(){
return p.age >= 20;
}
});
 ラムダ式
 p -> p.age >= 20

 省略しない書き方
 method(list,(Person p) -> { return p.age >= 20;});
引数処理

引数の型が推測可能
な場合は不要

 method(list, (p) -> { return p.age >= 20;});
引数1個なら
カッコは不要

 method(list, p -> { return p.age >= 20;});
単に値を返すだけなら
式だけを書けばOK

 ↑同じ！↓

ラムダ式 – 記法の例
 引数0個
 () -> 1
 引数1個
 (x) -> x * 2
 x -> x * 2
 引数1個の場合のみ引数のカッコを省略できる
 引数2個
 (a, b) -> a - b

ラムダ式 – 他の例
 Android とか (イベントドリブンでよく見かけるパター
ン)
 Buttonがクリックされたときの処理を設定する
 匿名クラス
 button.addOnClickListener(new OnClickListener(){
void onClick() {
doSomething();
}
});
 ラムダ式
 button.addOnClickListener( () -> {
doSomething();
});

ラムダ式 – 他の例
 Android とか (イベントドリブンでよく見かけるパター
ン)
 Buttonがクリックされたときの処理を設定する
 匿名クラス
 button.addOnClickListener(new OnClickListener(){
void onClick() {
doSomething();
}
});
 ラムダ式
 button.addOnClickListener( () -> {
doSomething();
});
・行数が少ない
・インデントが浅い

どんなinterfaceにもラムダ式を渡せるの？
 引数の型が「関数型interface」の条件を満たしてい
る場合だけ
 ≒ メソッド数が1個のinterfaceのこと
 例外: デフォルトメソッドはあってもいい etc...
 interface Example {
// メソッド1個なので関数型interface
void hoge ();
}

@FunctionalInterface アノテーション
 interfaceが関数型interfaceであると宣言するアノテー
ション
 これを付けると「関数型interface」の条件を満たさない
ときにコンパイルエラーにしてくれる
 付けなくても条件を満たせば関数型interfaceになる
 @FunctionalInterface
interface InvalidExample {
// メソッド2個なので関数型interfaceではない
// コンパイルエラー
void methodA();
void methodB();
}

ラムダ式 – 標準の関数型interface
 例ではこのようなinterfaceを自分で定義した
 interface PersonFilter {
/**
* pをフィルタに通過させる場合はtrueを返します。
*/
boolean test(Person p);
}
 よく使うinterfaceが標準で定義されている
 interface Predicate<T> {
boolean test(T elem);
// 実際にはもうちょっと複雑な定義
}

 標準の関数型interfaceを使う場合
method(list, p -> p.age >= 20);
}
 void method(List<Person> list, Predicate<Person> filter) {
doSomething(p);
}
}
}

 いろいろある
 引数なし, 戻り値なし
 Runnable
 引数なし, 戻り値T
 Supplier<T>
 引数T, 戻り値なし
 Consumer<T>
 引数T, 戻り値U
 Function<T, U>
 引数T, 戻り値boolean
 Predicate<T>
 ほかに30種類くらいあります

メソッド参照
 interfaceのメソッドと同じシグネチャを持つメソッ
ドがあれば、メソッド自体を引数で渡せる
 ラムダ式
 button.addOnClickListener(() -> {doSomething();});
 メソッド参照
 button.addOnClickListener(this::doSomething);
 コロン2個の後にメソッド名
 ラムダ式よりもコードが短くなる
 引数リストが隠れるのでわかりづらくなる場合がある

Stream API の導入 – for文からの変換
 5文字より長い文字列を大文字に変換して処理を行う
 for(String s : list) {
if (s.length() > 5) {
String upper = s.toUpperCase();
method(upper);
}
}

method(upper);
}
}
絞り込み
(filter)

method(upper);
}
}
変換
(map : 写像)

method(upper);
}
}
順次処理
(for each)

filter (5文字より長い)
map (大文字に変換)
forEach (methodで処理)
}

Stream API の導入
 Stream APIによる記法
 list.stream()
.filter( s -> s.length() > 5)
.map( s -> s.toUpperCase())
.forEach( s -> {method(s);} );

 list.stream()
メソッドチェイン
(4行で1文)

 list.stream()
method(upper);
}
}
しっぽが無い

Stream API のメソッド - Streamの始め方
 ListからStreamを作成する
 List list = new ArrayList(Arrays.asList(“a”, “b”, “c”));
list.stream()
 配列からStreamを作成する
 String[] array = {“a”, “b”, “c”};
Arrays.stream(array)
 整数を列挙したStreamを作成する
 IntStream.range(0, 10)
 for(int i=0; i<10; i++) と同じ
 IntStream.rangeClosed(0, 10)
 for(int i=0; i<=10; i++) と同じ
 テキストファイルなどから
 BufferedReader br = /*省略*/;
br.lines()
 1行ぶんの文字列を1要素としたStreamになる

Stream API のメソッド – Streamに対する処理
 中間処理と終端処理がある
 中間処理
 Streamの要素を変化させる
 戻り値はStream
 メソッドチェインで処理が継続
 終端処理
 Streamの要素を使って
最終的な結果を得る or 処理を行う
 戻り値は void とか要素の型とか boolean とか

Stream API のメソッド – 中間処理
 filter (Predicate<T>)
 Streamの要素を絞り込む
 map (Function<T, U>)
 Streamの要素を変換する
 別の型に変えてもok
 .map(p -> p.name) とか(Person → String)
 skip (long n)
 Streamの最初のn個の要素を飛ばす
 peek (Consumer<T>)
 各要素を処理する。forEachに似ているが、Streamを継続できる点で異
なる
 デバッグ用
 list.stream().peek( s -> {log.debug(s);}).…
 etc.

Stream API のメソッド – 終端処理
 forEach (Consumer<T>)
 各要素を処理する
 拡張for文とほぼ同じ使い方
 for( String s : list) { }
 list.stream().forEach( s -> { });
 anyMatch (Predicate<T>)
allMatch(Predicate<T>)
 条件に一致する要素が存在するか / 全て一致するかを
booleanで返す
 collect (Collector)
 Streamの全要素を格納したコレクションを生成して返す
 引数には Collectors.toList() などを渡せる
 etc.

Stream API – 他の例
 Listの中身が全て条件を満たすかどうか
 Java 7
 boolean valid = true;
if( p.age < 18 ){
valid = false;
break;
}
}
 Java 8
 boolean valid = list.stream()
.allMatch( p -> p.age >= 18 );

 Listの要素を標準出力に表示
 java 7
System.out.plintln(s);
}
 java 8 (ラムダ式)
 list.stream().forEach(s -> {System.out.println(s);});
 java 8 (メソッド参照)
 list.stream().forEach(System.out::println);

 Listの要素を絞り込んで新しいListに格納する
 Java 7
 List<String> newList = new ArrayList<>();
for (String s : list) {
if (s.length > 5){
newList.add(s);
}
}
 Java 8
 List<String> newList = list.stream()
.filter( s -> s.length() > 5 )
.collect(Collectors.toList());

 Listの要素を全て変換する
 List#replaceAll
 (Stream APIではなくListの新メソッド)
 Java 7
 List<String> newList = new ArrayList<>();
for(String s : list) {
newList.add(s.toUpperCase());
}
 Java 8
 list.replaceAll( s -> s.toUpperCase() );

 Mapの要素を順次処理
 Map#forEach
 (Stream API ではなくMapの新メソッド)
 java 7
 for(String k : map.keySet()){
Object v = map.get(v);
method(k, v);
}
 java 8
 map.forEach( (k, v) -> { method(k, v); } );

まとめ
 ラムダ式
 匿名クラスの省略記法
 関数型interfaceを引数にとるメソッドに渡せる
 標準の関数型interfaceをうまく利用したい
 Stream API
 コレクションに新しく用意された便利な操作方法
 Stream生成 → 中間処理*n → 終端処理
 for文やwhile文はだいたいStream APIに書き換えできる
 for文禁止時代の到来

ご清聴ありがとう
ございました

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