Java---Stream流

Posted 2021-08-26 LL.LEBRON

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java---Stream流相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

Java---Stream流

Java—Stream流

1.引言

传统集合的多步遍历代码

几乎所有的集合（如 Collection 接口或 Map 接口等）都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，除了必需的添加、删除、获取外，最典型的就是集合遍历。例如：

public class Demo01ForEach {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("张无忌");
		list.add("周芷若");
		list.add("赵敏");
		alist.add("张三丰");
		for (String name : list) {
			System.out.println(name);
		}
	}
}

循环遍历的弊端

Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么（What），而不是怎么做（How），这点此前已经结合内部类进行了对比说明。现在，我们仔细体会一下上例代码，可以发现：
- for循环的语法就是“怎么做”
- for循环的循环体才是“做什么”
为什么使用循环？因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗？遍历是指每一个元素逐一进行处理，而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的，后者是方式。

试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：
1. 将集合A根据条件一过滤为子集B；
2. 然后再根据条件二过滤为子集C。那怎么办？在Java 8之前的做法可能为：
```
public class Demo02NormalFilter {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("张无忌");
		list.add("周芷若");
		list.add("赵敏");
		list.add("张强");
		list.add("张三丰");
		List<String> zhangList = new ArrayList<>();
		for (String name : list) {
			if (name.startsWith("张")) {
				zhangList.add(name);
			}
		}
		List<String> shortList = new ArrayList<>();
		for (String name : zhangList) {
			if (name.length() == 3) {
				shortList.add(name);
			}
		}
		for (String name : shortList) {
			System.out.println(name);
		}
	}
}
```
这段代码中含有三个循环，每一个作用不同：
1. 首先筛选所有姓张的人；
2. 然后筛选名字有三个字的人；
3. 最后进行对结果进行打印输出。
每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么？不是。循环是做事情的方式，而不是目的。另一方面，使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历，只能再使用另一个循环从头开始。

那，Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢？

Stream的更优写法

public class mainCompartator {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("张无忌");
        list.add("周芷若");
        list.add("赵敏");
        list.add("张强");
        list.add("张三丰");
        list.stream().filter(s -> s.startsWith("张"))
                .filter(s -> s.length() == 3)
                .forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}

2.流式思想概述

Stream（流）是一个来自数据源的元素队列。

元素是特定类型的对象，形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。
数据源流的来源。可以是集合，数组等。

和以前的Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。这样多个操作可以串联成一个管道，如同流式风格（fluent style）。这样做可以对操作进行优化，比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
内部迭代：以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式, 显式的在集合外部进行迭代，这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式，流可以直接调用遍历方法。

当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操作获取想要的结果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道。

3.获取流

java.util.stream.Stream 是Java 8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口。）获取一个流非常简单，有以下几种常用的方式

所有的 Collection 集合都可以通过 stream 默认方法获取流；。
Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流。

3.1根据Collection获取流

首先， java.util.Collection 接口中加入了default方法 stream 用来获取流，所以其所有实现类均可获取流。

public class Demo04GetStream {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		// ...
		Stream<String> stream1 = list.stream();
		Set<String> set = new HashSet<>();
		// ...
		Stream<String> stream2 = set.stream();
		Vector<String> vector = new Vector<>();
		Stream<String> stream3 = vector.stream();
	}
}

3.2根据Map获取流

java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口，且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征，所以获取对应的流需要分key、value或entry等情况。

public class Demo05GetStream {
	public static void main(String[] args) {
		Map<String, String> map = new HashMap<>();
		// ...
		Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
		Stream<String> valueStream = map.values().stream();
		Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
	}
}

3.3根据数组获取流

如果使用的不是集合或映射而是数组，由于数组对象不可能添加默认方法，所以 Stream 接口中提供了静态方法 of ，使用很简单：

public class Demo06GetStream {
	public static void main(String[] args) {
		String[] array = { "xpp", "mzz", "hhh", "lbj" };
		Stream<String> stream = Stream.of(array);
	}
}

备注： of 方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。

4.常用方法

流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种：

延迟方法：返回值类型仍然是 Stream 接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。）
终结方法：返回值类型不再是 Stream 接口自身类型的方法，因此不再支持类似 StringBuilder 那样的链式调用。本小节中，终结方法包括 count 和 forEach 方法。

4.1逐一处理：forEach

虽然方法名字叫 forEach ，但是与for循环中的“for-each”昵称不同。

void forEach(Consumer<? super T> action);

复习Consumer接口

java.util.function.Consumer<T>接口是一个消费型接口。
Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。

基本使用

public class Demo12StreamForEach {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> stream = Stream.of("小皮皮", "美滋滋", "哈哈哈");
		stream.forEach(name‐> System.out.println(name));
	}
}

4.2过滤：filter

可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。该接口接收一个 Predicate 函数式接口参数（可以是一个Lambda或方法引用）作为筛选条件。

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

复习Predicate接口

此前我们已经学习过 java.util.stream.Predicate 函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

boolean test(T t);

该方法将会产生一个boolean值结果，代表指定的条件是否满足。如果结果为true，那么Stream流的 filter 方法将会留用元素；如果结果为false，那么 filter 方法将会舍弃元素。

基本使用

public class Demo07StreamFilter {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("xpp", "mzz", "hhh");
		Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("x"));
	}
}

4.3映射：map

如果需要将流中的元素映射到另一个流中，可以使用map方法。方法签名：

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

该接口需要一个 Function 函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

复习Function接口

此前我们已经学习过 java.util.stream.Function 函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

R apply(T t);

这可以将一种T类型转换成为R类型，而这种转换的动作，就称为“映射”。

基本使用

public class Demo08StreamMap {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
		Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str));
	}
}

4.4统计个数：count

正如旧集合 Collection 当中的 size 方法一样，流提供 count 方法来数一数其中的元素个数：

long count();

该方法返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。

基本使用

public class Demo09StreamCount {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("xpp", "mzz", "xhh");
		Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("x"));
		System.out.println(result.count()); // 2
	}
}

4.5取用前几个：limit

limit 方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名：

Stream<T> limit(long maxSize);

参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。

基本使用

public class Demo10StreamLimit {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("小皮皮", "美滋滋", "哈哈哈");
		Stream<String> result = original.limit(2);
		System.out.println(result.count()); // 2
	}
}

4.6跳过前几个：skip

如果希望跳过前几个元素，可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流：

Stream<T> skip(long n)

如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。

基本使用

public class Demo11StreamSkip {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("xp", "mz", "da");
		Stream<String> result = original.skip(2);
System.out.println(result.count()); // 1
	}
}

4.7组合：concat

如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用 Stream 接口的静态方法 concat 。

static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)

备注：这是一个静态方法与 java.lang.String 当中的 concat 方法是不同的

基本使用

public class Demo12StreamConcat {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> streamA = Stream.of("小皮皮");
		Stream<String> streamB = Stream.of("美滋滋");
		Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
	}
}

以上是关于Java---Stream流的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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