java零基础教学篇之Stream流超级详细
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一、前言🔥
环境：springboot2.3.1.RELEASE + jdk1.8
二、正文🔥
谈到Stream，你们第一眼想到了啥？I/O Stream？其实我在接触它之前看到第一眼也以为是io流那一块的东西，不是的哈。没有谁规定io就一定是io流，在java8中，由于Lambda的诞生与崛起，链式编程跑上热潮，从而也引入了一个对Stream的新概念，主要作用于解决当前集合类库的一些弊端。
1️⃣引言
传统集合中，可以说几乎所有的集合(Collection 或 Map等)都支持直接或间接的遍历操作。而我们对集合的操作除了必要的插入、删除、获取外，操作最多就是对集合进行遍历了。那么你有没有想过，循环遍历是否有啥弊端？
首先问大家个问题，为什么要使用循环？因为要遍历。但循环是遍历的唯一操作方式吗？遍历是对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序处理的循环。总而言之就是前者是目的，而后者是方式。
再问大家一个问题，如果对集合中的元素进行有条件的筛选，你们打算怎么做？
我具体给大家设计个场景，比如一个集合stus中存储了全班同学的姓名，现在要求你把姓罗且两个字名称的同学名单筛选出来，可能在java8之前，大部分人可能会这么干！
1、传统for循环法：
具体演示代码如下：
@Test
public void test()
//存放全班同学姓名集合
List<String> stus = new ArrayList<>();
stus.add("罗志祥");
stus.add("罗成");
stus.add("黄忠");
stus.add("马超");
stus.add("后羿");
//存储指定数据集合
List<String> luoList = new ArrayList<>();
for (String name : stus)
if (name.length() == 2 && name.startsWith("罗"))
luoList.add(name);
//打印姓罗且名字两个字的同学姓名
for (String name : luoList)
System.out.print(name + " ");
代码运行截图：
很明显输出答案就唯有【罗成】符合题目要求，对吧。那看完上述这段代码，我们再来解析一下，它共有3个循环，分别解释如下：
- 循环1负责存放全班同学姓名。
- 循环2负责筛选出含有符合题意的姓名。
- 循环3打印出符合符合题意的姓名。
当我们需要对集合进行操作时，对集合进行遍历是避免不了的，而且一次还可能不够，循环再循环...那么是否有更优雅的实现方式呢？那么就用到今天我给大家提到的java8新特性之一Stream流。
2、Stream流写法
下面请大家看看，我是如何借助java8的Stream API来实现上述需求的，什么才叫简洁优雅。
具体演示代码如下：
@Test
public void test1()
//存放全班同学姓名集合
List<String> stus = new ArrayList<>();
stus.add("罗志祥");
stus.add("罗成");
stus.add("黄忠");
stus.add("马超");
stus.add("后羿");
//筛选+输出打印一步到位
stus.stream()
.filter(s -> s.startsWith("罗"))
.filter(s -> s.length() == 2)
.forEach(System.out::print);
代码运行截图：
仔细阅读代码，从获取流、过滤姓、过滤姓名长度、逐一打印。代码全程中并没有体现使用线性循环或者其他任何算法进行遍历，而我们真正要做的事内容被更好的在代码中进行体现。怎么样，感受到了Stream流的优雅了么，写法那是非常的简洁啊，绝绝子。
2️⃣流式思想概述
整体来看，流就类似工厂车间的“流水线”，当我们要对一个集合进行多步操作时，考虑到性能及整体便捷性，我们首要应该是拼好一个“流水线”模型，一步一步执行下去，比如：
如上这张图中展示了Stream流中的过滤、映射、跳过、计数多步操作后得出答案，这是对集合的一种处理方案，反过来看，方案就是“流水线”模型。
上图中每个框都是一个“流”，调用专门的方法，可以从一个流模型转换为另一个“流”模型。最终的3就是答案。
注意：Stream流就是一个集合元素的函数模型，它不是集合，也不是数据结构，其本身并不存储任何元素，请大家不要误解了。
Stream流是一个来自数据源的元素队列。其中数据源可以是一个集合或者数组等。和以前的Collection集合操作不同，Stream流它还有两个基础特征，具体如下：
- 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（fluentstyle）。 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的方式来处理, 显示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。
三、获取流🔥
1️⃣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。
如下我分别举例来获取Stream流，具体如下：
@Test
public void test2()
List<String> arrayList = new ArrayList<>();
//获取流
Stream<String> stream1 = arrayList.stream();
Set<String> hashSet = new HashSet<>();
//获取流
Stream<String> stream2 = hashSet.stream();
Vector<String> vector = new Vector<>();
//获取流
Stream<String> stream = vector.stream();
2️⃣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：
具体演示如下：
@Test
public void test3()
Map<String, String> hashMap = new HashMap<>();
//获取流有以下几种
Stream<String> stream1 = hashMap.keySet().stream();
Stream<String> stream2 = hashMap.values().stream();
Stream<Map.Entry<String, String>> stream3 = hashMap.entrySet().stream();
3️⃣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：
具体演示代码如下：
/**
* 根据数组获取流
*/
@Test
public void test4()
String [] arr = new String[10];
Stream<String> stream = Stream.of(arr);
备注： of 方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。
四、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。
1️⃣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，方法签名如下：
void forEach(Consumer<? super T> action);
该方法接收一个 Consumer 接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。
基本使用：
/**
* forEach 使用
*/
@Test
public void test5()
Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c", "d");
//遍历打印
stream.forEach(name ->System.out.print(name));
2️⃣过滤：filter
可以通过 filter() 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名如下：
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);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。
基本使用：
Stream流中的 filter 方法基本使用的代码如：
/**
* filter 使用
*/
@Test
public void test6()
Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c", "d");
//使用filter过滤得到一个新Stream
Stream<String> result = stream.filter(name -> name.startsWith("a"));
3️⃣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。方法签名如下：
<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。
基本使用：
Stream流中的 map 方法基本使用的代码如：
/**
* map使用
*/
@Test
public void test7()
Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3", "4");
//使用map得到一个新Stream
Stream<Integer> result = stream.map(name -> Integer.parseInt(name));
这段代码中， map 方法的参数通过方法引用，将字符串类型转换成为了int类型（并自动装箱为 Integer 类对象）。
4️⃣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,方法签名如下：
long count();基本使用：
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）。
/**
* count使用
*/
@Test
public void test8()
Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3", "4");
//使用map得到一个新Stream
Stream<Integer> result = stream.map(name -> Integer.parseInt(name));
//获取个数
System.out.println(result.count());
5️⃣取用前几个：limit
limit 方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名如下：
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：
基本使用：
/**
* limit使用
*/
@Test
public void test9()
Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3", "4");
//使用map得到一个新Stream
Stream<Integer> result = stream.map(name -> Integer.parseInt(name));
//limit截取
Stream<Integer> limit = result.limit(2);
//获取个数
System.out.println(limit.count());
6️⃣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。方法签名如下：
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：
/**
* skip使用
*/
@Test
public void test10()
Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3", "4","5");
//使用map得到一个新Stream
Stream<Integer> result = stream.map(name -> Integer.parseInt(name));
//limit截取
Stream<Integer> limit = result.skip(2);
//获取个数
System.out.println(limit.count()); //3
7️⃣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()。方法签名如下：
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)注意：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：
/**
* concat使用
*/
@Test
public void test11()
Stream<String> stream1 = Stream.of("1", "2");
Stream<String> stream2 = Stream.of("a", "b");
//concat合并两个流
Stream<String> concatStream = Stream.concat(stream1, stream2);
//进行元素打印
concatStream.forEach(str ->System.out.print(str)); //12ab
实际运行结果截图：
如果你还想学习更多有关Stream流的知识点，你也可以看看我写的这期内容《Java8 StreamAPI的详细用法》，非常的详细，希望对有需要的同学有帮助。
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五、文末🔥
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我是bug菌，一名想走👣出大山改变命运的程序猿。接下来的路还很长，都等待着我们去突破、去挑战。来吧，小伙伴们，我们一起加油！未来皆可期，fighting！
最后送大家两句我很喜欢的话，与诸君共勉！
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🍀你能从现在开始改变，也可以一成不变，这件事，没有规矩可言，你可以活出最精彩的自己。
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