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现代 Java 特性如何促进函数执行效率的提高？

当今的 Java 编程环境已通过引入各种特性来提升函数执行效率。这些特性不仅可以增强代码可读性，还可以优化内存使用和执行时间。

1. Lambda 表达式

Lambda 表达式在 Java 8 中引入，允许使用更简洁、更具表达力的语法来定义函数。由于编译器可以将 lambda 表达式内联为方法调用，因此消除了对匿名内部类或单独方法的需要，从而减少了开销。

示例：

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);

// 使用匿名内部类
numbers.forEach(new Consumer<Integer>() {
    @Override
    public void accept(Integer integer) {
        System.out.println(integer);
    }
});

// 使用 Lambda 表达式
numbers.forEach(n -> System.out.println(n));

2. 方法引用

方法引用进一步简化了 Lambda 表达式的语法，允许直接引用现有方法。这消除了创建匿名 lambda 表达式的开销，并提高了代码可读性。

示例：

Function<Integer, String> toString = Object::toString;

3. 流式 API

Java 8 中的流式 API 提供了对数据集合进行操作的高效机制。通过使用延迟求值和并行处理，流可以有效地利用多核处理器。

示例：

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);

int sum = numbers.stream()
        .filter(n -> n % 2 == 0)
        .mapToInt(n -> n * n)
        .sum();

4. 基于值的方法参数

在 Java 9 中引入了基于值的方法参数，允许函数将值作为方法参数传递。这消除了对包装器对象的需求，并提高了性能。

示例：

public void passIntByValue(int n) {
    // ...
}

5. 根据模式匹配情况

Java 18 中引入了根据模式匹配的功能。它允许根据特定模式对数据进行匹配，并返回相应的结果。这消除了使用 if-else 语句或 switch 语句的需要，从而简化了代码并提高了性能。

示例：

switch (shape) {
    case "circle" -> System.out.println("It's a circle");
    case "square" -> System.out.println("It's a square");
    default -> System.out.println("Unknown shape");
}

通过使用这些现代 Java 特性，开发人员可以编写更有效率、更具可读性的代码。这些特性显著减少了开销，并充分利用了多核处理器的优势。

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