Java 8 - Potente confronto con Lambdas

1. Panoramica

In questo tutorial, daremo una prima occhiata al supporto Lambda in Java 8, in particolare a come sfruttarlo per scrivere il comparatore e ordinare una raccolta .

Questo articolo fa parte della serie "Java - Back to Basic" qui su Baeldung.

Per prima cosa, definiamo una semplice classe di entità:

public class Human { private String name; private int age; // standard constructors, getters/setters, equals and hashcode } 

2. Ordinamento di base senza Lambdas

Prima di Java 8, l'ordinamento di una raccolta implicava la creazione di una classe interna anonima per il comparatore utilizzato nell'ordinamento :

new Comparator() { @Override public int compare(Human h1, Human h2) { return h1.getName().compareTo(h2.getName()); } }

Questo verrebbe semplicemente utilizzato per ordinare l' elenco delle entità umane :

@Test public void givenPreLambda_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() { List humans = Lists.newArrayList( new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12) ); Collections.sort(humans, new Comparator() { @Override public int compare(Human h1, Human h2) { return h1.getName().compareTo(h2.getName()); } }); Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12))); }

3. Ordinamento di base con supporto Lambda

Con l'introduzione di Lambdas, ora possiamo bypassare la classe interna anonima e ottenere lo stesso risultato con una semantica semplice e funzionale :

(final Human h1, final Human h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName());

Allo stesso modo, ora possiamo testare il comportamento proprio come prima:

@Test public void whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() { List 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))); }

Si noti che stiamo anche utilizzando la nuova API di ordinamento aggiunta a java.util.List in Java 8 , invece della vecchia API Collections.sort .

4. Ordinamento di base senza definizioni di tipo

Possiamo semplificare ulteriormente l'espressione non specificando le definizioni del tipo: il compilatore è in grado di dedurle da solo:

(h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName())

E ancora, il test rimane molto simile:

@Test public void givenLambdaShortForm_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() { List 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))); }

5. Ordinare utilizzando il riferimento al metodo statico

Successivamente, eseguiremo l'ordinamento utilizzando un'espressione Lambda con un riferimento a un metodo statico.

Per prima cosa, definiremo il metodo compareByNameThenAge , con la stessa identica firma del metodo compare in un oggetto Comparator :

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); } }

Ora chiameremo il metodo human.sort con questo riferimento:

humans.sort(Human::compareByNameThenAge);

Il risultato finale è un ordinamento funzionante della raccolta utilizzando il metodo statico come comparatore :

@Test public void givenMethodDefinition_whenSortingEntitiesByNameThenAge_thenCorrectlySorted() { List 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))); }

6. Ordina i comparatori estratti

Possiamo anche evitare di definire anche la logica di confronto stessa utilizzando un riferimento al metodo di istanza e il metodo Comparator.comparing , che estrae e crea un Comparable basato su quella funzione.

Useremo il getter getName () per costruire l'espressione Lambda e ordinare l'elenco per nome:

@Test public void givenInstanceMethod_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() { List 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))); }

7. Ordinamento inverso

JDK 8 ha anche introdotto un metodo di supporto per invertire il comparatore : possiamo utilizzarlo rapidamente per invertire il nostro ordinamento:

@Test public void whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() { List humans = Lists.newArrayList( new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12) ); Comparator comparator = (h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName()); humans.sort(comparator.reversed()); Assert.assertThat(humans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10))); }

8. Ordina con più condizioni

Le espressioni lambda di confronto non devono essere così semplici: possiamo scrivere anche espressioni più complesse, ad esempio ordinando le entità prima per nome e poi per età:

@Test public void whenSortingEntitiesByNameThenAge_thenCorrectlySorted() { List 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))); }

9. Ordinamento con condizioni multiple - Composizione

La stessa logica di confronto - prima l'ordinamento per nome e poi, secondariamente, per età - può essere implementata anche dal nuovo supporto di composizione per Comparator .

A partire da JDK 8, ora possiamo concatenare più comparatori per costruire una logica di confronto più complessa:

@Test public void givenComposition_whenSortingEntitiesByNameThenAge_thenCorrectlySorted() { List 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))); }

10. Ordinamento di un elenco con Stream.sorted ()

Possiamo anche ordinare una raccolta utilizzando l' API Stream Sort () di Java 8 .

Possiamo ordinare lo stream utilizzando sia l'ordinamento naturale che l'ordinamento fornito da un comparatore. Per questo, abbiamo due varianti sovraccaricate dell'API Sort () :

  • sort ed () - ordina gli elementi di uno Stream usando l'ordinamento naturale; la classe dell'elemento deve implementare l' interfaccia Comparable .
  • sorted(Comparator super T> comparator) – sorts the elements based on a Comparator instance

Let's see an example of how to use the sorted() method with natural ordering:

@Test public final void givenStreamNaturalOrdering_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() { List letters = Lists.newArrayList("B", "A", "C"); List sortedLetters = letters.stream().sorted().collect(Collectors.toList()); assertThat(sortedLetters.get(0), equalTo("A")); }

Now let's see how we can use a custom Comparator with the sorted() API:

@Test public final void givenStreamCustomOrdering_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() { List humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12)); Comparator nameComparator = (h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName()); List sortedHumans = humans.stream().sorted(nameComparator).collect(Collectors.toList()); assertThat(sortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12))); }

We can simplify the above example even further if we use the Comparator.comparing() method:

@Test public final void givenStreamComparatorOrdering_whenSortingEntitiesByName_thenCorrectlySorted() { List humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12)); List sortedHumans = humans.stream() .sorted(Comparator.comparing(Human::getName)) .collect(Collectors.toList()); assertThat(sortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Jack", 12))); }

11. Sorting a List in Reverse With Stream.sorted()

We can also use Stream.sorted() to sort a collection in reverse.

First, let's see an example of how to combine the sorted() method with Comparator.reverseOrder() to sort a list in the reverse natural order:

@Test public final void givenStreamNaturalOrdering_whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() { List letters = Lists.newArrayList("B", "A", "C"); List reverseSortedLetters = letters.stream() .sorted(Comparator.reverseOrder()) .collect(Collectors.toList()); assertThat(reverseSortedLetters.get(0), equalTo("C")); }

Now, let's see how we can use the sorted() method and a custom Comparator:

@Test public final void givenStreamCustomOrdering_whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() { List humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12)); Comparator reverseNameComparator = (h1, h2) -> h2.getName().compareTo(h1.getName()); List reverseSortedHumans = humans.stream().sorted(reverseNameComparator) .collect(Collectors.toList()); assertThat(reverseSortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10))); }

Note that the invocation of compareTo is flipped, which is what is doing the reversing.

Finally, let's simplify the above example by using the Comparator.comparing() method:

@Test public final void givenStreamComparatorOrdering_whenSortingEntitiesByNameReversed_thenCorrectlySorted() { List humans = Lists.newArrayList(new Human("Sarah", 10), new Human("Jack", 12)); List reverseSortedHumans = humans.stream() .sorted(Comparator.comparing(Human::getName, Comparator.reverseOrder())) .collect(Collectors.toList()); assertThat(reverseSortedHumans.get(0), equalTo(new Human("Sarah", 10))); }

12. Null Values

So far, we implemented our Comparators in a way that they can't sort collections containing null values. That is, if the collection contains at least one null element, then the sort method throws a NullPointerException:

@Test(expected = NullPointerException.class) public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByName_thenThrowsNPE() { List humans = Lists.newArrayList(null, new Human("Jack", 12)); humans.sort((h1, h2) -> h1.getName().compareTo(h2.getName())); }

The simplest solution is to handle the null values manually in our Comparator implementation:

@Test public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByNameManually_thenMovesTheNullToLast() { List 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)); }

Here we're pushing all null elements towards the end of the collection. To do that, the comparator considers null to be greater than non-null values. When both are null, they are considered equal.

Additionally, we can pass any Comparator that is not null-safe into the Comparator.nullsLast() method and achieve the same result:

@Test public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByName_thenMovesTheNullToLast() { List 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)); }

Similarly, we can use Comparator.nullsFirst() to move the null elements towards the start of the collection:

@Test public void givenANullElement_whenSortingEntitiesByName_thenMovesTheNullToStart() { List 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)); } 

It's highly recommended to use the nullsFirst() or nullsLast() decorators, as they're more flexible and, above all, more readable.

13. Conclusion

This article illustrated the various and exciting ways that a List can be sorted using Java 8 Lambda Expressions – moving right past syntactic sugar and into real and powerful functional semantics.

The implementation of all these examples and code snippets can be found over on GitHub.