Java 中 Stream 流学习一篇文章就够了

Posted 2021-12-07 南淮北安

文章目录

• • 一、Stream 概述
  • 二、Stream 的创建
  • • 1. 集合创建流
    • 2. 数组创建流
    • 3. Stream 的静态方法创建流
    • 4. 顺序流和并行流的区别
  • 三、Stream 的使用
  • • 1. 遍历/匹配（foreach/find/match）
    • 2. 筛选（filter）
    • 3. 聚合（max/min/count)
    • 4. 映射(map/flatMap)
    • 5. 归约(reduce)
    • 6. 收集(collect)
    • • a. 归集(toList/toSet/toMap)
      • b. 统计(count/averaging)
      • c. 分组(partitioningBy/groupingBy)
      • d. 接合(joining)
      • e. 归约(reducing)
    • 7. 排序(sorted)
    • 8. 提取/组合（concat/limit/skip）

一、Stream 概述

Java 8 是一个非常成功的版本，这个版本新增的Stream，配合同版本出现的 Lambda ，给我们操作集合（Collection）提供了极大的便利。

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可以由数组或集合创建，对流的操作分为两种：

• 中间操作，每次返回一个新的流，可以有多个
• 终端操作，每个流只能进行一次终端操作，终端操作结束后流无法再次使用。终端操作会产生一个新的集合或值

Stream有几个特性：

• stream不存储数据，而是按照特定的规则对数据进行计算，一般会输出结果。
• stream不会改变数据源，通常情况下会产生一个新的集合或一个值。
• stream具有延迟执行特性，只有调用终端操作时，中间操作才会执行。

二、Stream 的创建

1. 集合创建流

使用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. 数组创建流

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. Stream 的静态方法创建流

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);

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

4. 顺序流和并行流的区别

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，而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：

如果流中的数据量足够大，并行流可以加快处速度。

除了直接创建并行流，还可以通过parallel()把顺序流转换成并行流：

Optional<Integer> findFirst = list.stream().parallel().filter(x->x>6).findFirst();

三、Stream 的使用

在使用stream之前，先理解一个概念：Optional

Optional类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。
具体学习可参考：菜鸟教程Java 8 Optional类

案例使用的员工类：

@Data
public class Person {
    // 姓名
    private String name;
    // 薪资
    private int salary;
    // 性别
    private String sex;
    // 地区
    private String area;

    public Person(String name, int salary, String sex, String area) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
        this.sex = sex;
        this.area = area;
    }
}

1. 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 TestDemo {
    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();
        int resFirst = findFirst.get();
        // 匹配任意（适用于并行流）
        Optional<Integer> findAny = list.parallelStream().filter(x -> x > 6).findAny();
        int resAny = findAny.get();
        System.out.println(resFirst + " ---> " + resAny);
        // 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);
    }
}

注意，筛选的结果也可以使用基本类型接收

int resFirst = findFirst.get();
int resAny = findAny.get();

匹配包括：

• anyMatch()：存在一个满足条件的就为TRUE
• allMatch()：全部符合条件才为TRUE
• noneMatch()：全部不符合条件才为TRUE

2. 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。

案例一：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);
	}
}

案例二： 筛选员工中工资高于8000的人，并形成新的集合。 形成新集合依赖collect（收集），后文有详细介绍。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        personList.add(new Person("Tom", 8900, "male", "New York"));
        personList.add(new Person("Jack", 7000, "male", "Washington"));
        personList.add(new Person("Lily", 7800, "female", "Washington"));
        personList.add(new Person("Anni", 8200, "female", "New York"));
        personList.add(new Person("Owen", 9500, "male", "New York"));
        personList.add(new Person("Alisa", 7900, "female", "New York"));
        List<String> filterList = personList.stream().filter(x -> x.getSalary() > 8000).map(Person::getName)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("高于8000的员工姓名： " + filterList);
    }
}

3. 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());
	}
}

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());
	}
}

案例三：获取员工工资最高的人

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        personList.add(new Person("Tom", 8900, "male", "New York"));
        personList.add(new Person("Jack", 7000, "male", "Washington"));
        personList.add(new Person("Lily", 7800, "female", "Washington"));
        personList.add(new Person("Anni", 8200, "female", "New York"));
        personList.add(new Person("Owen", 9500, "male", "New York"));
        personList.add(new Person("Alisa", 7900, "female", "New York"));
        Optional<Person> max = personList.stream().max(Comparator.comparingInt(Person::getSalary));
        System.out.println("员工工资最大值：" + max.get().getSalary());
    }
}

案例四：计算Integer集合中大于6的元素的个数。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

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);
	}
}

4. 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：接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。
• flatMap：接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流。
  
  
  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());

		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("每个元素大写：" + strList);
		System.out.println("每个元素+3：" + intListNew);
	}
}

案例二：将员工的薪资全部增加1000。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        personList.add(new Person("Tom", 8900, "male", "New York"));
        personList.add(new Person("Jack", 7000, "male", "Washington"));
        personList.add(new Person("Lily", 7800, "female", "Washington"学习Python装饰器，看这一篇文章就够了

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