徹底解説！Project Lambdaのすべて[JJUG CCC 2013 Fall H-2]

1. 1 徹底解説！ Project Lambdaのすべて 2013/11/9 14:15-15:05 JJUG CCC 2013 Fall H-2 @bitter_fox

2. 2 Who are you? ● Twitter: @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

3. 3 Who are you? ● Twitter: @bitter_fox ● Like – Java – Xmonad – Scala – etc.

4. 4 Who are you? ● Twitter: @bitter_fox ● コミュニティ活動 – カンファレンス系初参加 – しかも初登壇 ● めちゃくちゃ緊張してます

5. 5 HashTag @ Twitter #jjug_ccc #ccc_h2

6. 6 JavaSE8

7. 7 JavaSE8 Revolution

8. 8 JavaSE8 Project Lambda Revolution

9. 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. 10 Why Project Lambda?

11. 11 マルチコアCPU

12. 12 マルチコアCPU ● CPU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. 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. 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. 15 プロジェクト発足当時の並列処理大きな粒度のみ小さい粒度には向かない求められているのは小さな粒度

16. 16 マルチコアCPUの台頭マルチコアCPUコアライブラリ

17. 17 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

18. 18 マルチコアCPUコアライブラリラムダ式・メソッド参照

19. 19 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

20. 20 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

21. 21 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デフォルト実装

22. 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 型推論の強化複合型キャストデフォルト実装 stat. intf. メソッド

23. 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 型推論の強化複合型キャストデフォルト実装 stat. intf. メソッドラムダ式・メソッド参照

24. 24 処理の分離のイディオム new Runnable() { public void run() { // } }

25. 25 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

26. 26 ● 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 – ...

27. 27 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 – ...

28. 28 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

29. 29 関数型インターフェース？ interface F { void f(); }

30. 30 関数型インターフェース？ interface F { void f(); } ● Yes!

31. 31 関数型インターフェース？ interface F { boolean equals(Object o); }

32. 32 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

33. 33 関数型インターフェース？ interface F { Object clone(); }

34. 34 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

35. 35 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.

36. 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. @ FunctionalInterface

37. 37 @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 @FunctionalInterface interface F { boolean equals(Object o); }

38. 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 @FunctionalInterface interface 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

39. 39 匿名クラスからラムダ式へ this.addActionListener( new ActionListener(){ public void actionPerformed( ActionEvent ae) { // } })

40. 40 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

41. 41 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

42. 42 ラムダ式 this.addActionListener( (ActionEvent ae) -> { // }) ● (仮引数) -> {メソッド本体} ● (int n1, int n2) -> {return n1+n2;}

43. 43 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

44. 44 ターゲット型が曖昧な場合 Object o = () -> {}; – 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

45. 45 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

46. 46 ラムダ式の引数 this.addActionListener( (ActionEvent ae) -> { // })

47. 47 ラムダ式の引数 this.addActionListener( (ActionEvent ae) -> { // }) 引数の型も一意に定まる

48. 48 ラムダ式の引数 this.addActionListener( (ae) -> { // }) ● 引数の型も省略可 ● (n1, n2) -> {return n1+n2;}

49. 49 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

50. 50 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;}

51. 51 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

52. 52 ラムダ式のメソッド本体 (int n) -> {return n + 5;} (n) -> {return n + 5;} n -> {return n + 5;}

53. 53 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

54. 54 ラムダ式のメソッド本体 (ActionEvent ae) -> {apply(ae);} (ae) -> {apply(ae);} ae -> {apply(ae);}

55. 55 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)

56. 56 ラムダ式のスコーピング規則 1.ラムダ式には新しいスコープを導入しない – 匿名クラスなどとは大きく違う 2.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)

57. 57 新しいスコープを導入しない class Main { void method() { Runnable r = () -> System.out.println(this); } }

58. 58 新しいスコープを導入しない 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

59. 59 新しいスコープを導入しない class Main { void method(int n) { Runnable r = () -> {int n;}; } }

60. 60 新しいスコープを導入しない class Main { void method(int n) { Runnable r = () -> {int n;}; } } ● 多重定義 ● コンパイルエラー

61. 61 新しいスコープを導入しない 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

62. 62 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含む) – 値の変更不可

63. 63 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

64. 64 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

65. 65 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

67. 67 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

68. 68 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); }}; }

69. 69 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); }}; }

70. 70 実質的にfinalの例 void method(int n) { String str = “HelloEffectivelyFinal” Runnable r = () -> System.out.println(str + n); }

71. 71 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);

72. 72 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++;

74. 74 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

75. 75 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)

76. 76 ターゲット型 ● ある式の型として予期される型のこと ● T t = expr; – exprのターゲット型はT

77. 77 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

78. 78 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

79. 79 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

80. 80 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)

81. 81 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

82. 82 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<>();

83. 83 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

84. 84 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 ○ ×(11/9現在) ラムダ式の本体 ○ ○

85. 85 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)

86. 86 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

87. 87 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<>();

88. 88 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

89. 89 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 ○

90. 90 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

91. 91 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

92. 92 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

93. 93 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...)

94. 94 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<...>

95. 95 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>に代入

96. 96 JavaSE8以降の推論 ● 実引数の型とターゲット型を加味 – より正確な型推論へ

97. 97 先の例(JavaSE8の場合) List<Number> list = Arrays.asList(2, 5.5);

98. 98 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

99. 99 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

101. 101 複合型キャストキャスト式に複合型を

102. 102 複合型？ ● 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かつCloneable ● 型 & 型 & … & 型 ● 合成型とも

103. 103 複合型キャスト ● (型 & 型 & … & 型)式 ● 主にラムダ式・メソッド参照と使用する

104. 104 もしも複合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

105. 105 もしも複合型キャストがなかったら interface SRunnable implements Runnable, Serializeable {} sendRunnable((SRunnable) () -> {/* */});

106. 106 もしも複合型キャストがなかったら interface SRunnable implements Runnable, Serializeable {} sendRunnable((SRunnable) () -> {/* */});

107. 107 複合型キャスト+ラムダ式 sendRunnable((Runnable & Serializable) () -> {/* */}); ● 型合成される – マジキチ

109. 109 <interface> PublishedInterface +already() +exist() +methods()

110. 110 <interface> PublishedInterface +already() +exist() +methods() PublisherImpl +already() +exist() +methods() AnotherImpl +already() +exist() +methods() UserImpl +already() +exist() +methods()

111. 111 <interface> PublishedInterface +already() +exist() +methods() +newMethod() PublisherImpl +already() +exist() +methods() AnotherImpl +already() +exist() +methods() UserImpl +already() +exist() +methods()

112. 112 <interface> PublishedInterface +already() +exist() +methods() +newMethod() PublisherImpl +already() +exist() +methods() AnotherImpl +already() +exist() +methods() UserImpl +already() +exist() +methods()

113. 113 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 ● デフォルト実装 – 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

114. 114 デフォルト実装 interface Person { Sex getSex(); default boolean isMan() { return getSex() == Sex.MAN; } }

115. 115 デフォルト実装 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 }

116. 116 デフォルト実装 class PersonImpl implements Person { public Sex getSex() {/*...*/} public boolean isMan() {/*...*/} } ● オーバーライド可

117. 117 デフォルト実装 ● 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・・・

118. 118 実装の多重継承問題

119. 119 多重継承 class BasicPerson { public boolean isMan() {/*...*/} } class ComplexPerson extends BasicPerson implements Person { public Sex getSex() {/*...*/} }

120. 120 多重継承 BasicPerson #isMan Person #isMan ComplexPerson #isMan

121. 121 “Class always win”

122. 122 クラスで定義された実装が常に勝つ

123. 123 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”

124. 124 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(...)

125. 125 クラスを介さない多重継承 interface Base1 {default void m() {}}

126. 126 クラスを介さない多重継承 interface Base1 {default void m() {}} interface Base2 {default void m() {}}

127. 127 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 {}

128. 128 多重継承 Base1#m Base2#m ExBase#m

129. 129 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

130. 130 クラスを介さない多重継承 interface ExBase extends Base1, Base2 { default void m() { Base1.super.m(); } }

131. 137 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

132. 138 Objectメソッドのデフォルト実装 ● 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のメソッドのデフォルト実装は不可 – interface I {default String toString() {/* */}} – コンパイルエラー

133. 139 One more small change...

135. 141 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

136. 142 staticインターフェースメソッドの例 interface Example { static void method() {/* */} }

137. 143 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

138. 144 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

139. 145 Interesting Example ● publicでstaticなメソッド – 人生で最初に書いたメソッド

140. 146 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)

141. 147 main in Interface interface EntryPoint { public static void main(String[] args) { /* ... */ } } ● 正しく動く

143. 149 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

144. 150 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) { }

145. 151 内部イテレーションライブラリ StreamAPI

146. 152 StreamAPI ● java.util.stream. Stream/IntStream/LongStream/DoubleStream – ソースから生成される – 非終端操作と終端操作でデータを弄る – 並列化が容易

147. 153 Collection 配列 BufferReader etc... Stream IntStream LongStream DoubleStream 非終端操作終端操作 j.u.stream.*Source

149. 155 Make Streams ソースメソッド使用例 Collection Collection#stream list.stream() 配列 Arrays#stream Arrays.stream(args) BufferReader BufferReader#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)

151. 157 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)

152. 158 2 type of Streams ● Sequential Stream – 直列で処理される ● Parallel Stream – 並列で処理される – 分割統治法(Fork/Join)

153. 159 Change type of Stream Sequential Stream Parallel Stream parallel() sequential()

155. 161 非終端操作？ ● 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

156. 162 主要な非終端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 forEach s.peek(e -> System.out.println(e)) limit 要素数制限 s.limit(5) skip 読み飛ばす s.skip(5)

158. 164 終端操作？ ● forEachやreduceやcollectなど – Streamを返さないメソッド ● 遅延されていた非終端操作を確定

159. 165 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()

160. 166 0から10まで出力したい for (int i = 0; i <= 10; i++) { System.out.println(i); }

161. 167 forEach[終端操作] T->void[j.u.function.Consumer<T>#void accept(T)] ● Stream<T>#forEach(T -> void) – 各要素に処理を行なう – s.forEach(t -> {/**/});

162. 168 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));

163. 169 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);

164. 170 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); } }

165. 171 filter[非終端操作] ● Stream<T>#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(t -> t != null) // nullを除外

166. 172 filter[非終端操作] T->boolean[j.u.function.Predicate<T>#boolean test(T)]

167. 173 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);

168. 174 Personのリストから名前を出力 for (Person p : persons) { System.out.println(p.getName()); }

169. 175 map[非終端操作] ● Stream<T>#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())

170. 176 map[非終端操作] T -> R[java.util.function.Function<T, R>#R map(T)] R

171. 177 Personのリストから名前を出力 persons.stream() .map(p -> p.getName()); .forEach(n -> System.out.println(n));

172. 178 Personのリストから名前を出力 persons.stream() .map(Person::getName); .forEach(System.out::println);

173. 179 Streamを横断するmap Stream<T> IntStream LongStream DoubleStream #mapToObj #mapToInt #mapToLong #mapToDouble #mapToDouble #mapToLong #mapToInt

174. 180 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()); }

175. 181 collect[終端処理] ● Stream<T>#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)

176. 182 Personのリストから名前のリスト persons.stream() .map(Person::getName); .collect(Collectors.toList())

177. 183 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

178. 184 Putting it together List<StudentID> list = new ArrayList<>(); for (Student s : students) { if (s.getGrade() == 2 && s.getGPA() >= 3.5) { list.add(s.getID()); } }

179. 185 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

180. 186 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

181. 187 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

182. 188 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

183. 189 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

184. 190 Putting it together students.stream() .filter(s -> s.getGrade() == 2) .filter(s -> s.getGPA() >= 3.5) .map(Student::getID) .collect(Collectors.toList())

185. 191 Putting it together students.stream().parallel() .filter(s -> s.getGrade() == 2) .filter(s -> s.getGPA() >= 3.5) .map(Student::getID) .collect(Collectors.toList())

186. 192 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

187. 193 DeveloperPreview is now available！ ● https://jdk8.java.net/download.html ● 最新のビルドb114 ● Check these features by yourself！！

188. 194 Thank you for your listening

徹底解説！Project Lambdaのすべて[JJUG CCC 2013 Fall H-2]

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