徹底解説！project lambdaのすべて in fukuoka #j8fk
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1
徹底解説！Project Lambdaのすべて
2014/6/14 14:10-15:00
福岡Java8勉強会
吉田 真也(@bitter_fox) In Fukuoka
2
Who are you?
● 吉田真也(@bitter_fox)● 職業: 学生
– 立命館大学 情報理工学部 情報システム学科
– 二回生
– 立命館コンピュータクラブ(RCC) 執行委員長(代表)● http://www.rcc.ritsumei.ac.jp/
3
HashTag
#j8fk
4
JavaSE8
5
JavaSE8
Revolution
6
JavaSE8
Revolution JavaSE5以来
(2004年)
7
JavaSE8
Revolution JavaSE5以来
(2004年)
10年ぶ
り
8
JavaSE8
Project Lambda
Revolution JavaSE5以来
(2004年)
10年ぶ
り
9
Project Lambda
● 並列処理を容易に書ける様に増強– ライブラリ
– 言語
● StreamAPI(!=IOStream)の導入● ラムダ式の導入
10
Why Project Lambda?
11
マルチコアCPU
12
マルチコアCPU
● CPU(ハード)のパラダイムシフト– クロック数はそのまま
コア(数)を増やす
– 並列処理
● ソフトウェアにもパラダイムシフト● 並列プログラミングにしないと性能をフルに利用で
きない– アムダールの法則
13
アムダールの法則
90% 10%
90%
80% 20%
80%5%
1コア
1コア
∞コア
4コア
逐次処理 並列処理
14
現代的なアーキテクチャ
少しでも多くの部分で並列処理
15
並列処理ライブラリの歴史
java.lang.Thread扱いが難しかった/大きな粒度
JavaSE5(J2SE 5.0)
Concurrency Utilities(java.util.concurrent.*)簡単化/大きな粒度
JavaSE7
Fork/Join Framework小さな粒度/やや難
16
ProjectLambda発足当時(JavaSE6〜JavaSE7)
小さな粒度向けのライブラリが無かった
JavaSE7後
小さな粒度向けのライブラリがあるものの使いづらい
17
マルチコアCPUの台頭
マルチコアCPUコアライブラリ
18
ライブラリでは不十分
new Runnable(){public void run(){
// proc}
}
● 処理を分けるだけで5行● いくらライブラリが良くても・・・● 言語的に解決する必要がある
19
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
20
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
21
ライブラリの増強
● 一度公開されたインターフェース– 変更を加えにくい
– メソッド追加
● 具象クラスが追随する必要がある– 実装の提供
22
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
23
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
24
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
ラムダ式・メソッド参照
25
処理の分離のイディオム
new Runnable() {
public void run() {
//
}
}
26
処理の分離のイディオム
new Runnable() {
public void run() {
//
}
}実装するべきメソッドが一つ
インターフェース
27
● 実装するべきメソッド(抽象メソッド)が一つ● インターフェース
– java.lang.Runnable
– java.lang.Callable
– java.nio.file.PathMatcher
– java.awt.event.ActionListener
– java.swing.event.ChangeListner
– ...
28
関数型インターフェース
● 実装するべきメソッド(抽象メソッド)が一つ● インターフェース
– java.lang.Runnable
– java.lang.Callable
– java.nio.file.PathMatcher
– java.awt.event.ActionListener
– java.swing.event.ChangeListner
– ...
29
関数型インターフェース
● 処理を分けるのに十分● ライブラリの多くで利用されている
● 実装＆インスタンス化する構文としてラムダ式– 匿名クラスに代わる構文
30
関数型インターフェース？
interface F {
void f();
}
31
関数型インターフェース？
interface F {
void f();
}
● Yes!
32
関数型インターフェース？
interface F {
boolean equals(Object o);
}
33
関数型インターフェース？
interface F {
boolean equals(Object o);
}
● No!
● equalsはObjectクラスで定義されている
– インターフェースにおいて暗黙的なメソッド
抽象メソッドは0個
34
関数型インターフェース？
interface F {
Object clone();
}
35
関数型インターフェース？
interface F {
Object clone();
}
● Yes!
● cloneもObjectクラスで宣言されているがprotected
– Fではpublicで再宣言されている
36
関数型インターフェース(JLS9.8)A functional interface is an interface that has just one abstract method, and thus represents a single function contract. (In some cases, this "single" method may take the form of multiple abstract methods with override-equivalent signatures (8.4.2) inherited from superinterfaces; in this case, the inherited methods logically represent a single method.)
More precisely, for interface I, let M be the set of abstract methods that are members of I but that do not have the same signature as any public instance method of the class Object. Then I is a functional interface if there exists a method m in M for which the following conditions hold:
The signature of m is a subsignature (8.4.2) of every method's signature in M.
m is return-type-substitutable (8.4.5) for every method in M.
In addition to the usual process of creating an interface instance by declaring (8.1) and instantiating (15.9) a class, instances of functional interfaces can be created with lambda expressions (15.27), method references (15.28), or constructor references.
The function descriptor of a functional interface I is a method type (8.2) that can be used to legally override (8.4.8) the abstract method(s) of I.
Let M be the set of abstract methods defined above for I. The descriptor of I consists of the following:
Type parameters, formal parameters, and return types: Let m be a method in M with i) a signature that is a subsignature of every method's signature in M and ii) a return type that is a subtype of every method's return type in M (after adapting for any type parameters (8.4.4)); if no such method exists, then let m be a method in M that i) has a signature that is a subsignature of every method's signature in M and ii) is return-type-substitutable for every method in M. Then the descriptor's type parameters, formal parameter types, and return type are as given by m.
Thrown types: The descriptor's thrown types are derived from the throws clauses of the methods in M. If the descriptor is generic, these clauses are first adapted to the type parameters of the descriptor (8.4.4); if the descriptor is not generic but at least one method in M is, these clauses are first erased. Then the descriptor's thrown types include every type, E, satisfying the following constraints:
E is mentioned in one of the throws clauses.
For each throws clause, E is a subtype of some type named in that clause.
A functional interface type is one of the following:
A functional interface
A parameterization (4.5) of a functional interface
An intersection (4.9) of interface types that meets the following criteria:
Exactly one element of the intersection is a functional interface, or a parameterization of a functional interface. Let F be this interface.
A notional interface, I, that extends all the interfaces in the intersection would be a functional interface. If any of the intersection elements is a parameterized type, then I is generic: for each element of the intersection that is a parameterized type J<A1...An>, let P1...Pn be the type parameters of J; then P1...Pn are also type parameters of I, and I extends the type J<P1...Pn>.
The function descriptor of I is the same as the function descriptor of F.
The function descriptor of a parameterized functional interface, F<A1...An>, where A1...An are type arguments (4.5.1), is derived as follows. Let P1...Pn be the type parameters of F; types T1...Tn are derived from the type arguments according to the following rules (for 1 ≤ i ≤ n):
If Ai is a type, then Ti = Ai.
If Ai is a upper-bounded wildcard ? extends Ui, then Ti = Ui.
If Ai is a lower-bounded wildcard ? super Li, then Ti = Li.
If Ai is an unbound wildcard ?, then if Pi has upper bound Bi that mentions none of P1...Pn, then Ti = Bi; otherwise, Ti = Object.
If F<T1...Tn> is a well-formed type, then the descriptor of F<A1...An> is the result of applying substitution [P1:=T1, ..., Pn:=Tn] to the descriptor of interface F. Otherwise, the descriptor of F<A1...An> is undefined.
The function descriptor of an intersection that is a functional interface type is the same as the function descriptor of the functional interface or parameterization of a functional interface that is an element of the intersection.
37
関数型インターフェース(JLS9.8)A functional interface is an interface that has just one abstract method, and thus represents a single function contract. (In some cases, this "single" method may take the form of multiple abstract methods with override-equivalent signatures (8.4.2) inherited from superinterfaces; in this case, the inherited methods logically represent a single method.)
More precisely, for interface I, let M be the set of abstract methods that are members of I but that do not have the same signature as any public instance method of the class Object. Then I is a functional interface if there exists a method m in M for which the following conditions hold:
The signature of m is a subsignature (8.4.2) of every method's signature in M.
m is return-type-substitutable (8.4.5) for every method in M.
In addition to the usual process of creating an interface instance by declaring (8.1) and instantiating (15.9) a class, instances of functional interfaces can be created with lambda expressions (15.27), method references (15.28), or constructor references.
The function descriptor of a functional interface I is a method type (8.2) that can be used to legally override (8.4.8) the abstract method(s) of I.
Let M be the set of abstract methods defined above for I. The descriptor of I consists of the following:
Type parameters, formal parameters, and return types: Let m be a method in M with i) a signature that is a subsignature of every method's signature in M and ii) a return type that is a subtype of every method's return type in M (after adapting for any type parameters (8.4.4)); if no such method exists, then let m be a method in M that i) has a signature that is a subsignature of every method's signature in M and ii) is return-type-substitutable for every method in M. Then the descriptor's type parameters, formal parameter types, and return type are as given by m.
Thrown types: The descriptor's thrown types are derived from the throws clauses of the methods in M. If the descriptor is generic, these clauses are first adapted to the type parameters of the descriptor (8.4.4); if the descriptor is not generic but at least one method in M is, these clauses are first erased. Then the descriptor's thrown types include every type, E, satisfying the following constraints:
E is mentioned in one of the throws clauses.
For each throws clause, E is a subtype of some type named in that clause.
A functional interface type is one of the following:
A functional interface
A parameterization (4.5) of a functional interface
An intersection (4.9) of interface types that meets the following criteria:
Exactly one element of the intersection is a functional interface, or a parameterization of a functional interface. Let F be this interface.
A notional interface, I, that extends all the interfaces in the intersection would be a functional interface. If any of the intersection elements is a parameterized type, then I is generic: for each element of the intersection that is a parameterized type J<A1...An>, let P1...Pn be the type parameters of J; then P1...Pn are also type parameters of I, and I extends the type J<P1...Pn>.
The function descriptor of I is the same as the function descriptor of F.
The function descriptor of a parameterized functional interface, F<A1...An>, where A1...An are type arguments (4.5.1), is derived as follows. Let P1...Pn be the type parameters of F; types T1...Tn are derived from the type arguments according to the following rules (for 1 ≤ i ≤ n):
If Ai is a type, then Ti = Ai.
If Ai is a upper-bounded wildcard ? extends Ui, then Ti = Ui.
If Ai is a lower-bounded wildcard ? super Li, then Ti = Li.
If Ai is an unbound wildcard ?, then if Pi has upper bound Bi that mentions none of P1...Pn, then Ti = Bi; otherwise, Ti = Object.
If F<T1...Tn> is a well-formed type, then the descriptor of F<A1...An> is the result of applying substitution [P1:=T1, ..., Pn:=Tn] to the descriptor of interface F. Otherwise, the descriptor of F<A1...An> is undefined.
The function descriptor of an intersection that is a functional interface type is the same as the function descriptor of the functional interface or parameterization of a functional interface that is an element of the intersection.
@FunctionalInterface
38
@FunctionalInterface
● 関数型インターフェースかどうか検査する– コンパイル時
@FunctionalInterfaceinterface F { boolean equals(Object o);}
39
@FunctionalInterface
● 関数型インターフェースかどうか検査する– コンパイル時
@FunctionalInterfaceinterface F { boolean equals(Object o);} @FunctionalInterface
^ Fは機能インタフェースではありません インタフェース Fで抽象メソッドが見つかりませんエラー1個
40
java.util.function.*
名前 第一引数 第二引数 戻り値
Consumer<T> T - void
Function<T, R> T - R
Predicate<T> T - boolean
Supplier<T> - - T
BiConsumer<T, U> T U void
BiFunction<T, U, R> T U R
BiPredicate<T, R> T U boolean
41
匿名クラスからラムダ式へ
this.addActionListener(
new ActionListener(){
public void actionPerformed(
ActionEvent ae) {
//
}
})
42
匿名クラスからラムダ式へ
this.addActionListener(
new ActionListener(){
public void actionPerformed(
ActionEvent ae) {
//
}
})
addActionListenerの引数から推論できる
43
匿名クラスからラムダ式へ
this.addActionListener(
new ActionListener(){
public void actionPerformed(
ActionEvent ae) {
//
}
})
実装するべきメソッドも一意に定まる
44
ラムダ式
this.addActionListener(
(ActionEvent ae) -> {
//
})
● (仮引数) -> {メソッド本体}● (int n1, int n2) -> {return n1+n2;}
45
ラムダ式
● 関数型インターフェースをインスタンス化
● (仮引数) -> {メソッド本体}– 型推論で型が決まる
● 関数型インターフェースのインスタンスが
予期される場面で利用可– ターゲット型
46
ターゲット型が曖昧な場合
Object o = () -> {};
● () -> {}の型として
– Objectが予期される
– 関数型インターフェースが予期されない
– 何を実装したらいいのかわからない
47
ターゲット型が曖昧な場合
Object o = (Runnable)() -> {};– キャストを用いる
– Runnableが予期される
– 実装するべきインターフェースが分かる
48
ラムダ式の引数
this.addActionListener(
(ActionEvent ae) -> {
//
})
49
ラムダ式の引数
this.addActionListener(
(ActionEvent ae) -> {
//
})
引数の型も一意に定まる
50
ラムダ式の引数
this.addActionListener(
(ae) -> {
//
})
● 引数の型も省略可
● (n1, n2) -> {return n1+n2;}
51
ラムダ式の引数
this.addActionListener(
(ae) -> {
//
})
引数が一つで型が推論される場合の()は不要
52
ラムダ式の引数
this.addActionListener(
ae -> {
//
})
● 引数が一つで型が省略される場合()不要● n1 -> {return n1+5;}
53
ラムダ式の引数と_
● ラムダ式の引数としての_はコンパイルエラー
this.addActionListener( _ -> {/**/} );– 他の言語での_は特殊な意味
– 混乱を招かないように利用不可に
– 将来の利用を見据え予約語に
● それ以外の_は警告に
54
ラムダ式のメソッド本体
(int n) -> {return n + 5;}
(n) -> {return n + 5;}
n -> {return n + 5;}
55
ラムダ式のメソッド本体
(int n) -> {return n + 5;}
(n) -> {return n + 5;}
n -> {return n + 5;}● return文のみ場合，return等を省略できる
(int n) -> n + 5
(n) -> n + 5
n -> n + 5
56
ラムダ式のメソッド本体
(ActionEvent ae) -> {apply(ae);}
(ae) -> {apply(ae);}
ae -> {apply(ae);}
57
ラムダ式のメソッド本体
(ActionEvent ae) -> {apply(ae);}
(ae) -> {apply(ae);}
ae -> {apply(ae);}● 戻り値がvoidでも，{;}を省略できる場合がある
(ActionEvent ae) -> apply(ae)
(ae) -> apply(ae)
ae -> apply(ae)
58
ラムダ式.equals(匿名クラス)？
● 違います！– 匿名クラスのシンタックスシュガーではない
● 意味論も実装方法(OpenJDKの場合)も異なる– 主にスコーピング規則
– 同じ部分もある
59
ラムダ式のスコーピング規則
1.ラムダ式内では外のスコープを引き継ぐ
2.常にアウタークラスのインスタンスを保持しない– 匿名クラスなどとは大きく違う
3.ローカル変数の参照はfinalな変数のみ– 匿名クラスと同様
– 注：実質的にfinal(後ほど説明)
60
1.外のスコープを引き継ぐ
class Main {
void method() {
Runnable r = () ->
System.out.println(this);
}
}
61
1.外のスコープを引き継ぐ
class Main {
void method() {
Runnable r = () ->
System.out.println(this);
}
}● ラムダ式内のthis＝エンクロージングクラス
62
1.外のスコープを引き継ぐ
class Main {
void method(int n) {
Runnable r = () -> {int n;};
}
}
63
1.外のスコープを引き継ぐ
class Main {
void method(int n) {
Runnable r = () -> {int n;};
}
}● 多重定義
● コンパイルエラー
64
1.外のスコープを引き継ぐ
class Main {
void method(int n) {
Function<Integer, Integer> f =
n -> n + 5;
}
}● 多重定義
● コンパイルエラー
65
2.アウタークラスへの参照
● 匿名クラス– 常に保持
– メモリリークの危険性高
● ラムダ式– 必要に応じて保持
66
2.アウタークラスへの参照
class Register {
void register(Processer p) {
p.add(new Func() {
public int f(int n) {return n * n;}
});
}
}
67
2.アウタークラスへの参照
class Register {
void register(Processer p) {
p.add(new Func() {
public int f(int n) {return n * n;}
});
}
}
Registerのインスタンスへの参照が残るRegisterのインスタンスへの参照が残る
68
2.アウタークラスへの参照
class Register {
void register(Processer p) {
p.add(n -> n * n);
}
}
69
2.アウタークラスへの参照
class Register {
void register(Processer p) {
p.add(n -> n * n);
}
}Registerのインスタンスは保持しない
70
3.ローカル変数の参照
● 匿名クラスと同様– finalな変数(実質的にfinal(後述)含む)– 値の変更不可
71
ラムダ式の利用例
p -> p.getName()
s -> Integer.parseInt(s)
o -> list.add(o)
init -> new MyClass(init)
n -> new int[n]
● 引数を受け流すパターン
72
ラムダ式の利用例
p -> p.getName()
s -> Integer.parseInt(s)
o -> list.add(o)
init -> new MyClass(init)
n -> new int[n]
● 引数を受け流すパターン● メソッド・コンストラクタ参照
73
メソッド・コンストラクタ参照
p -> p.getName()
s -> Integer.parseInt(s)
o -> list.add(o)
init -> new MyClass(init)
n -> new int[n]
● クラス名等::メソッド or new
Person::getName
Integer::perseInt
list::add
MyClass::new
int[]::new
74
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
75
実質的にfinal(Effectively final)
● 匿名クラスやラムダ式で実質的にfinalな変数への参照が可能に– コンパイラがfinal性を推論
● 実質的にfinalな変数– final修飾されていない変数
– final修飾されてもエラーにならない変数
76
実質的にfinalの例
void method(final int n) {
final String str = “HelloFinal”
Runnable r = new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(str + n);
}};
}
77
実質的にfinalの例
void method(int n) {
String str = “HelloEffectivelyFinal”
Runnable r = new Runnable() {
public void run() {
System.out.println(str + n);
}};
}
78
実質的にfinalの例
void method(int n) {
String str = “HelloEffectivelyFinal”
Runnable r = () ->
System.out.println(str + n);
}
79
実質的にfinalでない例
void method(int n) {
Runnable r = () ->
System.out.println(n);
n = 5;
}
ラムダ式から参照されるローカル変数は、finalまたは事実上のfinalである必要があります Runnable r = () -> System.out.println(n);
80
実質的にfinalでない例
void method(int n) {
Runnable r = () -> n++;
}ラムダ式から参照されるローカル変数は、finalまたは事実上のfinalである必要があります Runnable r = () -> n++;
81
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
複合型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
82
型推論の強化
● ターゲット型推論の強化
1.適用可能箇所の拡大
2.より正確な推論
83
ターゲット型推論？
● ターゲット型に基づく型推論
● JavaSE5(5.0)から存在– メソッドジェネリクスの実型引数
– ダイアモンド演算子(JavaSE7)
84
ターゲット型
● ある式の型として予期される型のこと
● List<Integer> l = new ArrayList<>();– “new ArrayList<>()”のターゲット型はList<Integer>
85
ターゲット型が存在する文脈
● 変数宣言・・・ int n = …● 割り当て・・・ n = …● return文・・・ return …● 配列初期化子・・・new String[]{...}● 実引数・・・method(...)● 条件式 ?:・・・bool ? … : …● キャスト式 ・・・(Target)...● ラムダ式の本体・・・() -> …
例 exprのターゲット型
変数宣言 int n = expr 変数の型(int)
割り当て n = expr 変数の型(nの型)
return文 return expr 戻り値の型
配列初期化子 new String[]{expr, ...} 配列の型(String)
実引数 m(expr, ...) 仮引数の型
条件式 cond ? expr : expr 透過された型
キャスト式 (String)expr String
ラムダ式の本体 () -> expr 戻り値の型
86
JavaSE7における適用可能箇所
メソッドジェネリクスの実型引数 ダイアモンド演算子
変数宣言 ○ ○
割り当て ○ ○
return文 ○ ○
配列初期化子 ○ -
実引数 × ×
条件式 × ×
キャスト式 ○ ×
ラムダ式の本体
87
適用可能箇所の例(JavaSE7)
List<Integer> l = new ArrayList<>();new ArrayList<T>()
new ArrayList<Integer>()
● ArrayList<T> <: List<Integer>
– T =:= Integer
88
適用不可能箇所の例(JavaSE7)
● 実引数におけるターゲット型推論
printStrings(new ArrayList<>());– void printStrings(List<String> l)
89
適用不可能箇所の例(JavaSE7)
● 実引数におけるターゲット型推論
printStrings(new ArrayList<Object>());– void printStrings(List<String> l)
● コンパイルエラー
– Objectと推論される
90
適用不可能箇所の例(JavaSE7)
● 条件式におけるターゲット型推論
List<Integer> list = bool ?
Collections.emptyList() :
new ArrayList<>();
91
適用不可能箇所の例(JavaSE7)
● 条件式におけるターゲット型推論
List<Integer> list = bool ?
Collections.<Object>emptyList() :
new ArrayList<Object>();
● コンパイルエラー
– Objectと推論される
92
JavaSE8における適用可能箇所
メソッドジェネリクスの実型引数 ダイアモンド演算子
変数宣言 ○ ○
割り当て ○ ○
return文 ○ ○
配列初期化子 ○ -
実引数 ○ ○
条件式 ○ ○
キャスト式 ○ ×?bug?(3/19現在)
ラムダ式の本体 ○ ○
93
適用可能になった例(JavaSE8)
● 実引数におけるターゲット型推論
printStrings(new ArrayList<>());– void printStrings(List<String> l)
94
適用可能になった例(JavaSE8)
● 実引数におけるターゲット型推論
printStrings(new ArrayList<String>());– void printStrings(List<String> l)
● 推論器が正しく働く
– ターゲット型よりStringと推論される
95
適用可能になった例(JavaSE8)
● 条件式におけるターゲット型推論
List<Integer> list = bool ?
Collections.emptyList() :
new ArrayList<>();
96
適用可能になった例(JavaSE8)
● 条件式におけるターゲット型推論
List<Integer> list = bool ?
Collections.<Integer>emptyList() :
new ArrayList<Integer>();
● 推論器が正しく働く
– ターゲット型よりIntegerと推論される
97
JavaSE8における適用可能箇所
ラムダ式・メソッド参照
変数宣言 ○
割り当て ○
return文 ○
配列初期化子 ○
実引数 ○
条件式 ○
キャスト式 ○
ラムダ式の本体 ○
98
2.より正確な推論
● 今までは簡易的な推論
● しばしば不正確な推論によりコンパイルエラー– 複雑な場合
99
JavaSE7以前の推論
1.実引数の式の型を優先
2.実引数がない場合はターゲット型
100
ターゲット型推論が働く例
List<Number> list =
Arrays.asList();
java.util.Arrays#<T> List<T> asList(T...)
● List<Number> =:= List<T>– T =:= Number
101
不正確な推論の例(JavaSE7)
List<Number> list =
Arrays.asList(2, 5.5);
java.util.Arrays#<T> List<T> asList(T...)
102
不正確な推論の例(JavaSE7)
List<Number> list =
Arrays.<T>asList(2, 5.5);
● T<:Object, T :>Integer,T:>Double(実引数より)
– T=:=Number & Comparable<...>
103
不正確な推論の例(JavaSE7)
List<Number> list =
Arrays.<Number & Comparable<...>>asList(2, 5.5);
● コンパイルエラー
– Number & Comparable<? extends Number & Comparable<?>>と推論される
– List<Number & Comparable<...>>を
List<Number>として代入
104
JavaSE8以降の推論
● 実引数の型とターゲット型を加味– グラフ推論
– より正確な型推論へ
105
先の例(JavaSE8の場合)
List<Number> list =
Arrays.asList(2, 5.5);
106
先の例(JavaSE8の場合)
List<Number> list =
Arrays.<T>asList(2, 5.5);
● T<:Object, T :>Integer,T:>Double(実引数より)
● T=Number(ターゲット型より)
– T=Number
107
先の例(JavaSE8の場合)
List<Number> list =
Arrays.<Number>asList(2, 5.5);
● 正しく推論器が働く
– Numberと推論される
108
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
109
型キャスト
キャスト式に交差型を
110
交差型？
● Intersection Type● JavaSE5(5.0)から存在
– ジェネリクスの型境界(@型仮引数)
– <T extends Runnable & Cloneable>● RunnableとCloneableを継承する任意の型T
● 型 & 型 & … & 型– 一つ目は参照型
– 二つ目以降はインターフェース
111
交差型キャスト
● (型 & 型 & … & 型)式
● 主にラムダ式・メソッド参照と使用する
112
もしも交差型キャストがなかったら
● SerializableでRunnableなインターフェース– 関数型インターフェース
– ラムダ式でインスタンス化したい
– インターフェースを定義する必要がある
113
もしも交差型キャストがなかったら
interface SRunnable implements
Runnable, Serializeable {}
sendRunnable((SRunnable) () -> {/* */});
114
もしも交差型キャストがなかったら
interface SRunnable implements
Runnable, Serializeable {}
sendRunnable((SRunnable) () -> {/* */});
115
交差型キャスト+ラムダ式
sendRunnable((Runnable & Serializable)
() -> {/* */});
● 型合成される
116
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
117
<interface>PublishedInterface
+already()+exist()+methods()
118
<interface>PublishedInterface
+already()+exist()+methods()
ReferenceImpl
+already()+exist()+methods()
AnotherImpl
+already()+exist()+methods()
UserImpl
+already()+exist()+methods()
119
<interface>PublishedInterface+already()+exist()+methods()
+newMethod()
ReferenceImpl
+already()+exist()+methods()
AnotherImpl
+already()+exist()+methods()
UserImpl
+already()+exist()+methods()
120
<interface>PublishedInterface+already()+exist()+methods()
+newMethod()
ReferenceImpl
+already()+exist()+methods()
AnotherImpl
+already()+exist()+methods()
UserImpl
+already()+exist()+methods()
121
インターフェースに拡張性を
● 新しいメソッドを加えても互換性を保つ
● デフォルトメソッド– デフォルトの実装を提供する
– インターフェースに実装
– 実装が提供されない場合に使用される
122
デフォルトメソッド
interface Person {
Sex getSex();
default boolean isMan() {
return getSex() == Sex.MAN;
}
}
123
デフォルトメソッド
class PersonImpl implements Person {
public Sex getSex() {/*...*/}
// isManへの実装はなくてもOK
// Person#isManが使われる
}
124
デフォルトメソッド
class PersonImpl implements Person {
public Sex getSex() {/*...*/}
public boolean isMan() {/*...*/}
}
● オーバーライド可
125
デフォルトメソッド
● default修飾子
● publicメソッドとなる– 既存のインターフェースメソッドと同様
● strictfp修飾のみ可● 具象クラスで実装が提供されなくても無問題
● 拡張性を実現できた– 新たな問題が・・・
126
実装の多重継承問題
127
多重継承
class BasicPerson {
public boolean isMan() {/*...*/}
}
class ComplexPerson extends BasicPerson
implements Person {
public Sex getSex() {/*...*/}
}
128
多重継承
BasicPerson#isMan
Person#isMan
ComplexPerson#isMan
129
“Class always win”
130
クラスで定義された実装が常に勝つ
131
Class always win
class BasicPerson {
public boolean isMan() {/*...*/}
}
class ComplexPerson extends BasicPerson implements Person {
public Sex getSex() {/*...*/}
}
● BasicPerson#isManが使われる– “Class always win”
132
親インターフェースの呼び出し
class ComplexPerson extends BasicPerson implements Person {
public Sex getSex() {/*...*/}
public boolean isMan() {
return Person.super.isMan();
}
}● インターフェース名.super.メソッド名(...)
133
クラスを介さない多重継承
interface Base1 {default void m() {}}
134
クラスを介さない多重継承
interface Base1 {default void m() {}}
interface Base2 {default void m() {}}
135
クラスを介さない多重継承
interface Base1 {default void m() {}}
interface Base2 {default void m() {}}
interface ExBase extends Base1, Base2 {}
136
多重継承
Base1#m Base2#m
ExBase#m
137
クラスを介さない多重継承
interface ExBase extends
Base1, Base2 {}
● コンパイルエラー– オーバーライドして選択
138
クラスを介さない多重継承
interface ExBase extends
Base1, Base2 {
default void m() {
Base1.super.m();
}
}
139
多重継承は怖くない！！
● 大原則1：Class always win– クラスで定義された実装が常に勝つ
● 大原則2：いつでもオーバーライドできる– 親クラスでfinal修飾されてたら別
– インターフェースの実装を呼べる
140
Objectメソッドのデフォルトメソッド
● Objectで定義されたpublicメソッド– そもそもデフォルトの実装
● Objectのpublicメソッドのデフォルトメソッドは不可– interface I {default String toString() {/* */}}– コンパイルエラー
141
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
142
staticインターフェースメソッド
● staticなインターフェースメソッド
● 常にpublic修飾– 他のインターフェースのメソッドと同様
● strictfp修飾可– デフォルト実装と同様
143
staticインターフェースメソッドの例
interface Example {
static void method() {/* */}
}
144
staticインターフェースメソッドの例
interface Example {
static strictfp void method() {/* */}
}
● strictfp修飾可
145
staticインターフェースメソッドの継承
● 継承されない
– クラスメソッドと大きく違う
interface Example2 extends Example {}
Example2.method()はコンパイルエラー
146
Interesting Example
● publicでstaticなメソッド– 人生で最初に書いたメソッド
147
Interesting Example
● publicでstaticなメソッド– 人生で最初に書いたメソッド
public static void main( String[] args)
148
main in Interface
interface EntryPoint {
public static void main(String[] args) {
/* ... */
}
}● 正しく動く
149
マルチコアCPUコアライブラリ
ラムダ式・メソッド参照
実質的にfinal
型推論の強化
交差型キャスト
defaultメソッド
stat. intf. メソッド
150
Library Enhancements
StreamAPI
IO/NIOJCF
Optional
AndMore...
151
Library Enhancements
StreamAPI
IO/NIOJCF
Optional
AndMore...
152
No more 外部イテレーション
● 外部イテレーションは並列化困難
● 内部イテレーションベースのライブラリへ– 並列化が容易に
153
外部イテレーション
● イテレーションが外にさらされている– for，while文
for (Student s : students) {
}
154
内部イテレーションライブラリ
StreamAPI
155
StreamAPI
java.util.stream.
● Stream● IntStream● LongStream● DoubleStream
– ソースから生成される
– 中間操作と終端操作でデータを弄る
– 並列化が容易
156
Collection
配列
BufferReader
etc...
Stream
IntStream
LongStream
DoubleStream
中間操作
終端操作
j.u.stream.*Source
157
Collection
配列
BufferReader
etc...
Stream
IntStream
LongStream
DoubleStream
中間操作
終端操作
j.u.stream.*Source
158
Make Streamsソース メソッド 使用例
Collection Collection#stream list.stream()
配列 Arrays#stream Arrays.stream(args)
BufferedReader BufferedReader#lines br.lines()
n〜m-1までの数値 IntStream#range IntStream.range(n, m)
n〜mまでの数値 IntStream#rangeClosed IntStream.rangeClosed(n, m)
任意の要素 Stream#of Stream.of(“J”, “a”, “v”, “a”)
159
Collection
配列
BufferReader
etc...
Stream
IntStream
LongStream
DoubleStream
中間操作
終端操作
j.u.stream.*Source
160
java.util.stream.
StreamAPI 要素の型
Stream<T> T(参照型)
IntStream int(プリミティブ型)
LongStream long(プリミティブ型)
DoubleStream double(プリミティブ型)
161
2 types of Stream
Sequential Stream
Parallel Stream
162
Change the type of Stream
Sequential Stream
Parallel Stream
parallel() sequential()
163
Collection
配列
BufferReader
etc...
Stream
IntStream
LongStream
DoubleStream
中間操作
終端操作
j.u.stream.*Source
164
中間操作？
● filterやmapなど– Streamを返すメソッド
● 終端操作が行われるまで処理されない– 遅延される
165
主要な中間操作
メソッド名 概要 使用例
filter フィルタリング s.filter(n -> n % 2 == 0)
map 写像・変換 s.map(p -> p.getName())
flatMap 写像・変換&平坦化 s.flatMap(room -> room.getPersons().stream())
distinct 同一の要素を除外 s.distinct()
sorted 並び替え s.sorted((p1, p2) -> compare(p1.age, p2.age))
peekデバッグ向け
forEachs.peek(e -> System.out.println(e))
limit 要素数制限 s.limit(5)
skip 読み飛ばす s.skip(5)
166
Collection
配列
BufferReader
etc...
Stream
IntStream
LongStream
DoubleStream
非終端操作
終端操作
j.u.stream.*Source
167
終端操作？
● forEachやreduceやcollectなど– Streamを返さないメソッド
● 遅延されていた中間操作を確定
168
主要な終端操作
メソッド名 概要 使用例
forEach 反復処理 s.forEach(e -> System.out.println(e))
reduce 畳み込み演算 s.reduce(1, (n1, n2) -> n1 * n2)
collect 集約化 s.collect(Collectors.toList())
toArray 配列化 s.toArray(String[]::new)
min/max 最小値/最大値 s.min(String::compareToIgnoreCase)
count 要素数 s.count()
169
0から10まで出力したい
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
System.out.println(i);
}
170
forEach[終端操作]
T->void[j.u.function.Consumer<T>#void accept(T)]
● forEach(T -> void)– 各要素に引数で渡した処理を行なう
– s.forEach(t -> {/**/});
171
0から10まで出力したい
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
System.out.println(i);
}
IntStream.rangeClose(0, 10)
.forEach(i -> System.out.println(i));
172
0から10まで出力したい
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
System.out.println(i);
}
IntStream.rangeClose(0, 10)
.forEach(System.out::println);
173
0から10までの偶数を出力したい
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
if (i % 2 == 0) {
System.out.println(i);
}
}
174
filter[中間操作]
● filter(T -> boolean)– フィルタリング
– 各要素を引数に適用しtrueを返したもののみ残す
– s.filter(Objects::nonNull) // nullを除外
175
filter[中間操作]
T->boolean[j.u.function.Predicate<T>#boolean test(T)]
176
0から10までの偶数を出力したい
IntStream.rangeClose(0, 10)
.filter(i -> i % 2 == 0)
.forEach(System.out::println);
177
Personのリストから名前を出力
for (Person p : persons) {
System.out.println(p.getName());
}
178
map[中間操作]
● map(T -> R)– 写像・変換
– 各要素を引数に適用した結果のStreamを作る
– personStream.map(p -> p.getName())
179
map[中間操作]
T -> R[java.util.function.Function<T, R>#R map(T)]
R
180
Personのリストから名前を出力
persons.stream()
.map(p -> p.getName())
.forEach(n -> System.out.println(n));
181
Personのリストから名前を出力
persons.stream()
.map(Person::getName)
.forEach(System.out::println);
182
Streamを横断するmap
Stream<T> IntStream
LongStream DoubleStream
#mapToObj
#mapToInt
#mapToLong
#mapToDouble
#mapTo D
o uble
#ma pTo Lon g
#mapToInt
183
Personのリストから名前のリスト
List<String> names = new ArrayList<>();
for (Person p : persons) {
names.add(p.getName());
}
184
collect[終端処理]
● collect(Collector<T, R>)● collect(() -> R, (R, T) -> void, (R, R) -> void)
– 集約処理を行なう
– stream.collect(Collectors.toList())
– strings.collect(StringBuilder::new,
StringBuilder::apped, StringBuilder::apped)
185
Personのリストから名前のリスト
persons.stream()
.map(Person::getName)
.collect(Collectors.toList())
186
Sequentialcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
187
H e l l o , W o r l d !
SB
Sequentialcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
188
H e l l o , W o r l d !
SB
Sequentialcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
189
H e l l o , W o r l d !
SB
Sequentialcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
190
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
191
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Split!!
192
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
193
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
He Wo
194
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
He Wo
195
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
He Wo
196
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
He WoSBll SBd!
197
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
He WoSBll SBd!
198
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hell Wo SBd!
199
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hell Wo SBd!
200
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hell Wo SBd!SBo, SBrl
201
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hell Wo SBd!SBo, SBrl
202
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hello, Worl SBd!
203
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hello, Worl SBd!
204
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hello,Worl SBd!
205
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hello,Worl SBd!
206
Parallelcollect(SB::new, SB::append, SB::append)
H e l l o , W o r l d !
Hello,World!
207
Putting it together
学生のリスト(students)の内
2年生で
GPAが3.5以上ある学生の
学籍番号の
リストを生成する
208
Putting it together
List<StudentID> list = new ArrayList<>();
for (Student s : students) {
if (s.getGrade() == 2 &&
s.getGPA() >= 3.5) {
list.add(s.getID());
}
}
209
Putting it together
学生のリスト(students)の内
2年生で
GPAが3.5以上ある学生の
学籍番号の
リストを生成する
210
Putting it together
students.stream()
2年生で
GPAが3.5以上ある学生の
学籍番号の
リストを生成する
211
Putting it together
students.stream()
.filter(s -> s.getGrade() == 2)
GPAが3.5以上ある学生の
学籍番号の
リストを生成する
212
Putting it together
students.stream()
.filter(s -> s.getGrade() == 2)
.filter(s -> s.getGPA() >= 3.5)学籍番号の
リストを生成する
213
Putting it together
students.stream()
.filter(s -> s.getGrade() == 2)
.filter(s -> s.getGPA() >= 3.5)
.map(Student::getID)リストを生成する
214
Putting it together
students.stream()
.filter(s -> s.getGrade() == 2)
.filter(s -> s.getGPA() >= 3.5)
.map(Student::getID)
.collect(Collectors.toList())
215
Putting it together
students.stream().parallel()
.filter(s -> s.getGrade() == 2)
.filter(s -> s.getGPA() >= 3.5)
.map(Student::getID)
.collect(Collectors.toList())
216
Project Lambdaまとめ
● もともとはマルチコア対応
● 結果としては汎用的な仕様に– ラムダ式等
– コアライブラリ
● よりスマートなコードへ
217
Thank you for your listeningEnjoy JavaSE8
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