摘要：示例字符串?dāng)?shù)值算術(shù)和文件原文譯者飛龍協(xié)議大量的教程和文章都涉及到中最重要的改變，例如表達(dá)式和函數(shù)式數(shù)據(jù)流。不僅僅是字符串，正則表達(dá)式模式串也能受益于數(shù)據(jù)流。

原文：Java 8 API by Example: Strings, Numbers, Math and Files 
譯者：飛龍  
協(xié)議：CC BY-NC-SA 4.0

大量的教程和文章都涉及到Java8中最重要的改變，例如lambda表達(dá)式和函數(shù)式數(shù)據(jù)流。但是此外許多現(xiàn)存的類在JDK 8 API中也有所改進(jìn)，帶有一些實(shí)用的特性和方法。

這篇教程涉及到Java 8 API中的那些小修改 -- 每個(gè)都使用簡(jiǎn)單易懂的代碼示例來(lái)描述。讓我們好好看一看字符串、數(shù)值、算術(shù)和文件。

兩個(gè)新的方法可在字符串類上使用：join和chars。第一個(gè)方法使用指定的分隔符，將任何數(shù)量的字符串連接為一個(gè)字符串。

String.join(":", "foobar", "foo", "bar");
// => foobar:foo:bar

第二個(gè)方法chars從字符串所有字符創(chuàng)建數(shù)據(jù)流，所以你可以在這些字符上使用流式操作。

"foobar:foo:bar"
    .chars()
    .distinct()
    .mapToObj(c -> String.valueOf((char)c))
    .sorted()
    .collect(Collectors.joining());
// => :abfor

不僅僅是字符串，正則表達(dá)式模式串也能受益于數(shù)據(jù)流。我們可以分割任何模式串，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)流來(lái)處理它們，而不是將字符串分割為單個(gè)字符的數(shù)據(jù)流，像下面這樣：

Pattern.compile(":")
    .splitAsStream("foobar:foo:bar")
    .filter(s -> s.contains("bar"))
    .sorted()
    .collect(Collectors.joining(":"));
// => bar:foobar

此外，正則模式串可以轉(zhuǎn)換為謂詞。這些謂詞可以像下面那樣用于過(guò)濾字符串流：

Pattern pattern = Pattern.compile(".*@gmail.com");
Stream.of("[email protected]", "[email protected]")
    .filter(pattern.asPredicate())
    .count();
// => 1

上面的模式串接受任何以@gmail.com結(jié)尾的字符串，并且之后用作Java8的Predicate來(lái)過(guò)濾電子郵件地址流。

Java8添加了對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)的額外支持。Java中的數(shù)值總是有符號(hào)的，例如，讓我們來(lái)觀察Integer：

int可表示最多2 ** 32個(gè)數(shù)。Java中的數(shù)值默認(rèn)為有符號(hào)的，所以最后一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字表示符號(hào)（0為正數(shù)，1為負(fù)數(shù)）。所以從十進(jìn)制的0開始，最大的有符號(hào)正整數(shù)為2 ** 31 - 1。

你可以通過(guò)Integer.MAX_VALUE來(lái)訪問(wèn)它：

System.out.println(Integer.MAX_VALUE);      // 2147483647
System.out.println(Integer.MAX_VALUE + 1);  // -2147483648

Java8添加了解析無(wú)符號(hào)整數(shù)的支持，讓我們看看它如何工作：

long maxUnsignedInt = (1l << 32) - 1;
String string = String.valueOf(maxUnsignedInt);
int unsignedInt = Integer.parseUnsignedInt(string, 10);
String string2 = Integer.toUnsignedString(unsignedInt, 10);

就像你看到的那樣，現(xiàn)在可以將最大的無(wú)符號(hào)數(shù)2 ** 32 - 1解析為整數(shù)。而且你也可以將這個(gè)數(shù)值轉(zhuǎn)換回?zé)o符號(hào)數(shù)的字符串表示。

這在之前不可能使用parseInt完成，就像這個(gè)例子展示的那樣：

try {
    Integer.parseInt(string, 10);
}
catch (NumberFormatException e) {
    System.err.println("could not parse signed int of " + maxUnsignedInt);
}

這個(gè)數(shù)值不可解析為有符號(hào)整數(shù)，因?yàn)樗隽俗畲蠓秶?b>2 ** 31 - 1。

Math工具類新增了一些方法來(lái)處理數(shù)值溢出。這是什么意思呢？我們已經(jīng)看到了所有數(shù)值類型都有最大值。所以當(dāng)算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果不能被它的大小裝下時(shí)，會(huì)發(fā)生什么呢？

System.out.println(Integer.MAX_VALUE);      // 2147483647
System.out.println(Integer.MAX_VALUE + 1);  // -2147483648

就像你看到的那樣，發(fā)生了整數(shù)溢出，這通常是我們不愿意看到的。

Java8添加了嚴(yán)格數(shù)學(xué)運(yùn)算的支持來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。Math擴(kuò)展了一些方法，它們?nèi)恳?b>exact結(jié)尾，例如addExact。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果不能被數(shù)值類型裝下時(shí)，這些方法通過(guò)拋出ArithmeticException異常來(lái)合理地處理溢出。

try {
    Math.addExact(Integer.MAX_VALUE, 1);
}
catch (ArithmeticException e) {
    System.err.println(e.getMessage());
    // => integer overflow
}

當(dāng)嘗試通過(guò)toIntExact將長(zhǎng)整數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)時(shí)，可能會(huì)拋出同樣的異常：

try {
    Math.toIntExact(Long.MAX_VALUE);
}
catch (ArithmeticException e) {
    System.err.println(e.getMessage());
    // => integer overflow
}

Files工具類首次在Java7中引入，作為NIO的一部分。JDK8 API添加了一些額外的方法，它們可以將文件用于函數(shù)式數(shù)據(jù)流。讓我們深入探索一些代碼示例。

Files.list方法將指定目錄的所有路徑轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)流，便于我們?cè)谖募到y(tǒng)的內(nèi)容上使用類似filter和sorted的流操作。

try (Stream stream = Files.list(Paths.get(""))) {
    String joined = stream
        .map(String::valueOf)
        .filter(path -> !path.startsWith("."))
        .sorted()
        .collect(Collectors.joining("; "));
    System.out.println("List: " + joined);
}

上面的例子列出了當(dāng)前工作目錄的所有文件，之后將每個(gè)路徑都映射為它的字符串表示。之后結(jié)果被過(guò)濾、排序，最后連接為一個(gè)字符串。如果你還不熟悉函數(shù)式數(shù)據(jù)流，你應(yīng)該閱讀我的Java8數(shù)據(jù)流教程。

你可能已經(jīng)注意到，數(shù)據(jù)流的創(chuàng)建包裝在try-with語(yǔ)句中。數(shù)據(jù)流實(shí)現(xiàn)了AutoCloseable，并且這里我們需要顯式關(guān)閉數(shù)據(jù)流，因?yàn)樗贗O操作。

返回的數(shù)據(jù)流是DirectoryStream的封裝。如果需要及時(shí)處理文件資源，就應(yīng)該使用try-with結(jié)構(gòu)來(lái)確保在流式操作完成后，數(shù)據(jù)流的close方法被調(diào)用。

下面的例子演示了如何查找在目錄及其子目錄下的文件：

Path start = Paths.get("");
int maxDepth = 5;
try (Stream stream = Files.find(start, maxDepth, (path, attr) ->
        String.valueOf(path).endsWith(".js"))) {
    String joined = stream
        .sorted()
        .map(String::valueOf)
        .collect(Collectors.joining("; "));
    System.out.println("Found: " + joined);
}

find方法接受三個(gè)參數(shù)：目錄路徑start是起始點(diǎn)，maxDepth定義了最大搜索深度。第三個(gè)參數(shù)是一個(gè)匹配謂詞，定義了搜索的邏輯。上面的例子中，我們搜索了所有JavaScirpt文件（以.js結(jié)尾的文件名）。

我們可以使用Files.walk方法來(lái)完成相同的行為。這個(gè)方法會(huì)遍歷每個(gè)文件，而不需要傳遞搜索謂詞。

Path start = Paths.get("");
int maxDepth = 5;
try (Stream stream = Files.walk(start, maxDepth)) {
    String joined = stream
        .map(String::valueOf)
        .filter(path -> path.endsWith(".js"))
        .sorted()
        .collect(Collectors.joining("; "));
    System.out.println("walk(): " + joined);
}

這個(gè)例子中，我們使用了流式操作filter來(lái)完成和上個(gè)例子相同的行為。

將文本文件讀到內(nèi)存，以及向文本文件寫入字符串在Java 8 中是簡(jiǎn)單的任務(wù)。不需要再去擺弄讀寫器了。Files.readAllLines從指定的文件把所有行讀進(jìn)字符串列表中。你可以簡(jiǎn)單地修改這個(gè)列表，并且將它通過(guò)Files.write寫到另一個(gè)文件中：

List lines = Files.readAllLines(Paths.get("res/nashorn1.js"));
lines.add("print("foobar");");
Files.write(Paths.get("res/nashorn1-modified.js"), lines);

要注意這些方法對(duì)內(nèi)存并不十分高效，因?yàn)檎麄€(gè)文件都會(huì)讀進(jìn)內(nèi)存。文件越大，所用的堆區(qū)也就越大。

你可以使用Files.lines方法來(lái)作為內(nèi)存高效的替代。這個(gè)方法讀取每一行，并使用函數(shù)式數(shù)據(jù)流來(lái)對(duì)其流式處理，而不是一次性把所有行都讀進(jìn)內(nèi)存。

try (Stream stream = Files.lines(Paths.get("res/nashorn1.js"))) {
    stream
        .filter(line -> line.contains("print"))
        .map(String::trim)
        .forEach(System.out::println);
}

如果你需要更多的精細(xì)控制，你需要構(gòu)造一個(gè)新的BufferedReader來(lái)代替：

Path path = Paths.get("res/nashorn1.js");
try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(path)) {
    System.out.println(reader.readLine());
}

或者，你需要寫入文件時(shí)，簡(jiǎn)單地構(gòu)造一個(gè)BufferedWriter來(lái)代替：

Path path = Paths.get("res/output.js");
try (BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(path)) {
    writer.write("print("Hello World");");
}

BufferedReader也可以訪問(wèn)函數(shù)式數(shù)據(jù)流。lines方法在它所有行上面構(gòu)建數(shù)據(jù)流：

Path path = Paths.get("res/nashorn1.js");
try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(path)) {
    long countPrints = reader
        .lines()
        .filter(line -> line.contains("print"))
        .count();
    System.out.println(countPrints);
}

目前為止你可以看到Java8提供了三個(gè)簡(jiǎn)單的方法來(lái)讀取文本文件的每一行，使文件處理更加便捷。

不幸的是你需要顯式使用try-with語(yǔ)句來(lái)關(guān)閉文件流，這會(huì)使示例代碼有些凌亂。我期待函數(shù)式數(shù)據(jù)流可以在調(diào)用類似count和collect時(shí)可以自動(dòng)關(guān)閉，因?yàn)槟悴荒茉谙嗤瑪?shù)據(jù)流上調(diào)用終止操作兩次。

我希望你能喜歡這篇文章。所有示例代碼都托管在Github上，還有來(lái)源于我博客其它Java8文章的大量的代碼片段。如果這篇文章對(duì)你有所幫助，請(qǐng)收藏我的倉(cāng)庫(kù)，并且在Twitter上關(guān)注我。

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