[Java知识库]java8 stream使用教程

简介

Java 8 API添加了一个支持对元素流进行函数式操作的类 Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。

Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。

Stream API可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

这种风格将要处理的元素集合看作一种流， 流在管道中传输， 并且可以在管道的节点上进行处理， 比如筛选， 排序，聚合等。

元素流在管道中经过 中间操作（intermediate operation） 的处理，最后由 终端操作(terminal operation) 得到前面处理的结果。

大多stream操作接受某种形式的lambda表达式作为参数，通过方法接口的形式指定操作的具体行为，这些方法接口的行为基本上都是无干扰(non-interfering)和无状态(stateless)。

• 无干扰(non-interfering)：该方法不修改stream的底层数据源。
• 无状态(stateless)：操作的执行是独立的，没有lambda表达式在执行中依赖可能发生变化的外部变量或状态。

示例源代码

stream的创建

• 从一个 Collection 的 stream() 和 parallelStream() 方法；
• 从一个数组通过 Arrays.stream(Object[]);
• 来自流类上的静态工厂方法，例如 Stream.of(Object[]), IntStream.range(int, int) 或Stream.iterate(Object, UnaryOperator);
• 文件的行可以从 BufferedReader.lines() 获得;
• 文件路径流可以从 Files 中的方法获得；
• 可以从 Random.ints() 获得随机数流；
• JDK 中的许多其他流承载方法，包括 BitSet.stream()、Pattern.splitAsStream(java.lang.CharSequence) 和 JarFile.stream()。

private static void createStream() {
        List<String> list = new ArrayList<String>() {//这个大括号 就相当于我们  new 接口
            {//这个大括号 就是 构造代码块 会在构造函数前 调用
                this.add("hi");
                this.add("sorry");
                this.add("hello");
                this.add("word");
            }
        };
        // 从一个 Collection 的 stream() 和 parallelStream() 方法
        list.stream().map(it -> it + " dd").forEach(System.out::println);
        // 并发不保证执行顺序
        list.parallelStream().map(it -> it + " dd").forEach(System.out::println);

        String[] array = new String[]{
                "one", "two", "three"
        };
        // 从一个数组通过 Arrays.stream(Object[])
        Arrays.stream(array).map(it -> it + " dd").forEach(System.out::println);

        // 来自流类上的静态工厂方法
        IntStream.range(1, 5).forEach(System.out::println);
        // 无限流
        Stream.iterate(1, s -> {
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return s + 1;
        }).forEach(System.out::println);

        // 文件的行可以从 BufferedReader.lines() 获得
        try {
            new BufferedReader(new FileReader("./test.txt")).lines().forEach(System.out::println);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 从 Random.ints() 获得随机数流
        new Random().ints(3, 1, 20).forEach(System.out::println);
    }

简单使用

中间操作

• 过滤: filter(T -> boolean) (非干扰、无状态)
• 类型转换: map(T -> R) 将流中的每一个元素 T 映射为 R (非干扰、无状态)
• flatMap(T -> Stream) 将流中的每一个元素 T 映射为一个流，再把每一个流连接成为一个流
• distinct() 将流中重复的元素去除,去重 (非干扰、有状态)
• 根据字段排序 sorted() / sorted((T, T) -> int) (非干扰、有状态)
• peek(T -> void)返回由该流的元素组成的流, 这个方法存在主要是为了支持调试，你想要的地方查看流经管道中某个点的元素
• 返回前 n 个元素 limit(long n) (短路、有状态)
• 跳过前 n 个元素 skip(long n) (有状态)

    private static void intermediateOperation() {
        String[] array = new String[]{
                "one, two", "four, five", "two, three", "three, four", "one, two", "six", "ten", "five", "three"
        };

        Arrays.stream(array)
                .filter(s -> s.startsWith("t"))
                .forEach(System.out::println);

        Arrays.stream(array)
                .map(s -> s.split(","))
                .flatMap(Arrays::stream)
                .peek(s -> System.out.println("flatMap -> " + s))
                .map(String::trim)
                .distinct()
                .sorted((String::compareTo))
                .limit(3)
                .skip(1)
                .forEach(System.out::println);
    }

终端操作

• 遍历操作 forEach(e -> { … }) / forEachOrdered(e -> { … })
• toArray() 返回一个包含此流元素的数组。
• reduce((T, T) -> T) 、 reduce(T, (T, T) -> T) 和 reduce(R, (R, T) -> R, (R, R) -> R) 用于组合流中的元素，如求和，求积，求最大值等
• collect() 收集方法，我们很常用的是 collect(toList())，当然还有 collect(toSet()) 等，参数是一个收集器接口
• min()、max()、count() 最小值、最大值、流中元素数量
• anyMatch(T -> boolean) 流中是否有一个元素匹配给定的 T -> boolean 条件
• allMatch(T -> boolean) 流中是否所有元素都匹配给定的 T -> boolean 条件
• noneMatch(T -> boolean) 流中是否没有元素匹配给定的 T -> boolean 条件
• findAny()：找到其中一个元素, 使用 stream() 时找到的是第一个元素；parallelStream() 并行时找到的是其中一个元素； findFirst()：找到第一个元素； 值得注意的是，这两个方法返回的是一个 Optional 对象，它是一个容器类，能代表一个值存在或不存在

    private static void terminalOperation() {
        int[] array = new int[]{
                1, 2, 3, 4, 5, 2, 1, 3, 7
        };
        // reduce((T, T) -> T) 不接受任何起始值，但因为没有初始值，需要考虑结果可能不存在的情况，因此返回的是 Optional 类型
        OptionalInt res = Arrays.stream(array).reduce(Integer::sum);
        // reduce(T, (T, T) -> T) reduce 第一个参数 0 代表起始值为 0
        int res1 = Arrays.stream(array).reduce(0, Integer::sum);

        List<Widget> widgetList = Widget.genRandomWidgets(10);
        // reduce(R, (R, T) -> R, (R, R) -> R)
        int sumOfWeights = widgetList.stream().reduce(0, (sum, b) -> sum + b.getWeight(), Integer::sum);
        System.out.println("res = " + res + " res1 = " + res1 + " sumOfWeights = " + sumOfWeights);

        ArrayList<String> strings = Arrays.stream(array).collect(ArrayList::new, (c, e) -> c.add(e + ""), ArrayList::addAll);
        System.out.println(strings);

        List<String> weights = widgetList.stream().map(t -> t.getWeight() + "").collect(Collectors.toList());
        System.out.println(weights);

        OptionalInt min = Arrays.stream(array).min();
        OptionalInt max = Arrays.stream(array).max();
        long count = Arrays.stream(array).count();
        System.out.println("min = " + min + " max = " + max + " count = " + count);

        boolean anyMatch = Arrays.stream(array).anyMatch(t -> t > 5);
        boolean allMatch = Arrays.stream(array).allMatch(t -> t > 5);
        boolean noneMatch = Arrays.stream(array).noneMatch(t -> t > 5);
        System.out.println("anyMatch = " + anyMatch + " allMatch = " + allMatch + " noneMatch = " + noneMatch);

        OptionalInt findAny = Arrays.stream(array).parallel().findAny();
        OptionalInt findFirst = Arrays.stream(array).findFirst();
        System.out.println("findAny = " + findAny + " findFirst = " + findFirst);
    }

参考文献

Stream