深度掌握 Java Stream 流操作，让你的代码高出一个逼格！

Posted 2021-08-31 java构架师

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深度掌握 Java Stream 流操作，让你的代码高出一个逼格！相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

概念

Stream 将要处理的元素集合看作一种流，在流的过程中，借助 Stream API 对流中的元素进行操作，比如：筛选、排序、聚合等。

Stream` 的操作符大体上分为两种： `中间操作符` 和 `终止操作符

中间操作符

对于数据流来说，中间操作符在执行制定处理程序后，数据流依然可以传递给下一级的操作符。

中间操作符包含8种(排除了parallel,sequential，这两个操作并不涉及到对数据流的加工操作)：

map(mapToInt,mapToLong,mapToDouble) 转换操作符，把比如A->B，这里默认提供了转int，long，double的操作符。
flatmap(flatmapToInt,flatmapToLong,flatmapToDouble) 拍平操作比如把 int[]{2,3,4} 拍平变成 2，3，4 也就是从原来的一个数据变成了3个数据，这里默认提供了拍平成int,long,double的操作符。
limit 限流操作，比如数据流中有10个我只要出前3个就可以使用。
distint 去重操作，对重复元素去重，底层使用了equals方法。
filter 过滤操作，把不想要的数据过滤。
peek 挑出操作，如果想对数据进行某些操作，如：读取、编辑修改等。
skip 跳过操作，跳过某些元素。
sorted(unordered) 排序操作，对元素排序，前提是实现Comparable接口，当然也可以自定义比较器。

终止操作符

数据经过中间加工操作，就轮到终止操作符上场了；

终止操作符就是用来对数据进行收集或者消费的，数据到了终止操作这里就不会向下流动了，终止操作符只能使用一次。

collect 收集操作，将所有数据收集起来，这个操作非常重要，官方的提供的Collectors 提供了非常多收集器，可以说Stream 的核心在于Collectors。
count 统计操作，统计最终的数据个数。
findFirst、findAny 查找操作，查找第一个、查找任何一个返回的类型为Optional。
noneMatch、allMatch、anyMatch 匹配操作，数据流中是否存在符合条件的元素返回值为bool 值。
min、max 最值操作，需要自定义比较器，返回数据流中最大最小的值。
reduce 规约操作，将整个数据流的值规约为一个值，count、min、max底层就是使用reduce。
forEach、forEachOrdered 遍历操作，这里就是对最终的数据进行消费了。
toArray 数组操作，将数据流的元素转换成数组。

Stream的创建

1、通过 java.util.Collection.stream() 方法用集合创建流

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
// 创建一个顺序流
Stream<String> stream = list.stream();
// 创建一个并行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();

2、使用 java.util.Arrays.stream(T[] array) 方法用数组创建流

int[] array={1,3,5,6,8};
IntStream stream = Arrays.stream(array);

3、使用 Stream 的静态方法： of()、iterate()、generate()

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);

Stream<Integer> stream2 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 3).limit(4);
stream2.forEach(System.out::println); // 0 3 6 9

Stream<Double> stream3 = Stream.generate(Math::random).limit(3);
stream3.forEach(System.out::println);

输出结果：

3
6
9
0.8106623442686114
0.11554643727388458
0.1404645961428974

Process finished with exit code 0

stream 和 parallelStream 的简单区分：

stream 是顺序流，由主线程按顺序对流执行操作；

parallelStream 是并行流，内部以多线程并行执行的方式对流进行操作，但前提是流中的数据处理没有顺序要求。

例如筛选集合中的奇数，两者的处理不同之处：

Stream使用

遍历/匹配（foreach/find/match）

Stream 也是支持类似集合的遍历和匹配元素的，只是 Stream 中的元素是以 Optional 类型存在的。 Stream 的遍历、匹配非常简单。

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 3, 8, 2, 1);
        // 遍历输出符合条件的元素
        list.stream().filter(x -> x > 6).forEach(System.out::println);
        // 匹配第一个
        Optional<Integer> findFirst = list.stream().filter(x -> x > 6).findFirst();
        // 匹配任意（适用于并行流）
        Optional<Integer> findAny = list.parallelStream().filter(x -> x > 6).findAny();
        // 是否包含符合特定条件的元素
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(x -> x < 6);
        System.out.println("匹配第一个值：" + findFirst.get());
        System.out.println("匹配任意一个值：" + findAny.get());
        System.out.println("是否存在大于6的值：" + anyMatch);
        
    }
}

输出结果：

7
9
8
匹配第一个值：7
匹配任意一个值：8
是否存在大于6的值：true

Process finished with exit code 0

筛选（filter）

筛选，是按照一定的规则校验流中的元素，将符合条件的元素提取到新的流中的操作。

筛选出 Integer 集合中大于7的元素，并打印出来

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(6, 7, 3, 8, 1, 2, 9);
        Stream<Integer> stream = list.stream();
        stream.filter(x -> x > 7).forEach(System.out::println);
    }
}

输出结果：

8
9

Process finished with exit code 0

聚合（max/min/count)

max 、 min 、 count 这些字眼你一定不陌生，没错，在mysql中我们常用它们进行数据统计。Java stream中也引入了这些概念和用法，极大地方便了我们对集合、数组的数据统计工作。

案例一：获取 String 集合中最长的元素。

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("adnm", "admmt", "pot", "xbangd", "weoujgsd");
        Optional<String> max = list.stream().max(Comparator.comparing(String::length));
        System.out.println("最长的字符串：" + max.get());
    }
}

输出结果：

最长的字符串：weoujgsd

Process finished with exit code 0

案例二：获取 Integer 集合中的最大值。

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 4, 11, 6);
        // 自然排序
        Optional<Integer> max = list.stream().max(Integer::compareTo);
        // 自定义排序
        Optional<Integer> max2 = list.stream().max(new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o1.compareTo(o2);
            }
        });
        System.out.println("自然排序的最大值：" + max.get());
        System.out.println("自定义排序的最大值：" + max2.get());
    }
}

输出结果：

自然排序的最大值：11
自定义排序的最大值：11

Process finished with exit code 0

案例三：计算 Integer 集合中大于6的元素的个数。

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 4, 8, 2, 11, 9);
        long count = list.stream().filter(x -> x > 6).count();
        System.out.println("list中大于6的元素个数：" + count);
    }
}

输出结果：

list中大于6的元素个数：4

Process finished with exit code 0

映射(map/flatMap)

映射，可以将一个流的元素按照一定的映射规则映射到另一个流中。分为 map 和 flatMap ：

map
flatMap

案例一：英文字符串数组的元素全部改为大写。整数数组每个元素+3。

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        String[] strArr = { "abcd", "bcdd", "defde", "fTr" };
        List<String> strList = Arrays.stream(strArr).map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("每个元素大写：" + strList);
        List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 3, 5, 7, 9, 11);
        List<Integer> intListNew = intList.stream().map(x -> x + 3).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("每个元素+3：" + intListNew);
    }
}

输出结果：

每个元素大写：[ABCD, BCDD, DEFDE, FTR]
每个元素+3：[4, 6, 8, 10, 12, 14]

Process finished with exit code 0

案例二：将两个字符数组合并成一个新的字符数组。

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("m,k,l,a", "1,3,5,7");
        List<String> listNew = list.stream().flatMap(s -> {
            // 将每个元素转换成一个stream
            String[] split = s.split(",");
            Stream<String> s2 = Arrays.stream(split);
            return s2;
        }).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("处理前的集合：" + list);
        System.out.println("处理后的集合：" + listNew);
    }
}

输出结果：

处理前的集合：[m,k,l,a, 1,3,5,7]
处理后的集合：[m, k, l, a, 1, 3, 5, 7]

Process finished with exit code 0

归约(reduce)

归约，也称缩减，顾名思义，是把一个流缩减成一个值，能实现对集合求和、求乘积和求最值操作。

案例一：求 Integer 集合的元素之和、乘积和最大值。

public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 3, 2, 8, 11, 4);
        // 求和方式1
        Optional<Integer> sum = list.stream().reduce(Integer::sum);
        // 求和方式2
        Optional<Integer> sum2 = list.stream().reduce(Integer::sum);
        // 求和方式3
        Integer sum3 = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
        // 求乘积
        Optional<Integer> product = list.stream().reduce((x, y) -> x * y);
        // 求最大值方式1
        Optional<Integer> max = list.stream().reduce((x, y) -> x > y ? x : y);
        // 求最大值写法2
        Integer max2 = list.stream().reduce(1, Integer::max);
        System.out.println("list求和：" + sum.get() + "," + sum2.get() + "," + sum3);
        System.out.println("list求积：" + product.get());
        System.out.println("list求和：" + max.get() + "," + max2);
    }
}

输出结果：

list求和：29,29,29
list求积：2112
list求和：11,11

Process finished with exit code 0

归集(toList/toSet/toMap)

因为流不存储数据，那么在流中的数据完成处理后，需要将流中的数据重新归集到新的集合里。 toList 、 toSet 和 toMap 比较常用，另外还有 toCollection 、 toConcurrentMap 等复杂一些的用法。

下面用一个案例演示 toList 、 toSet 和 toMap ：

public class Person {

    private String name;  // 姓名
    private int salary; // 薪资
    private int age; // 年龄
    private String sex; //性别
    private String area;  // 地区

    // 构造方法
    public Person(String name, int salary, int age,String sex,String area) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
        this.area = area;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getSalary() {
        return salary;
    }

    public void setSalary(int salary) {
        this.salary = salary;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public String getArea() {
        return area;
    }

    public void setArea(String area) {
        this.area = area;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\\'' +
                ", salary=" + salary +
                ", age=" + age +
                ", sex='" + sex + '\\'' +
                ", area='" + area + '\\'' +
                '}';
    }
}
public class StreamTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 6, 3, 4, 6, 7, 9, 6, 20);
        List<Integer> listNew = list.streamJava 8 的Stream流那么强大!
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