Java8之流（Stream）操作与可空类（Optional）

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流Stream

收集器Collectors类中的静态方法：

构建流：

并行数据处理

Optional

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流Stream

Java8的集合支持新的stream方法会返回流（java.util.stream.Stream），流只能遍历一次；其可以支持常用的类似数据库的流操作。中间操作可以连接起来（将一个流转换为另一个流）构建一个流水线，终端操作会消耗流，以产生一个最终结果：

• 中间操作（返回Stream）

  • filter(Predicate<?>)：返回匹配的流；

  • map(Function<? super T, ?extends R>)：映射，返回应用map后的流；

  • limit(long maxSize)：返回不超过maxSize数量元素的流；

  • sorted(Comparator<? super T>）：排序；

  • disctinct()：去重；

  • skip(n)：跳过n个元素；

  • flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>>)：流扁平化，把多个流合并为一个流；

• 数值映射：

  • 映射到数值流：mapToInt, mapToDouble, mapToLong，特化后避免调用时装箱拆箱处理；

  • 转回对象流：boxed，如把int转回为Integer

• 终端操作（只有调用终端时，所有流操作才真正执行）：

  • void forEach(Consumer<? super T>)：对每个元素执行Consumer；

  • long count()：返回元素数；

  • collect(Collector<? super T>)：返回集合，如collect(Collectoor.toList())；

  • 元素操作（返回Optional<T>）：ifPrecent()可以在Optional有值时执行

    • findAny()：返回某个元素；

    • findFirst()：返回第一个元素，流为空时返回空；

    • max(Comparator<? super T>)：返回最大元素；

    • min(Comparator<? super T>)：返回最小元素；

  • 匹配操作：

    • allMatch：全部匹配；

    • anyMatch：任一匹配；

    • noneMatch：无匹配；

  • 归约操作：

    • T reduce(T init, BinaryOperator<T> accumulatro)：对每个元素归约，如求和reduce(0, Integer::sum)，

 

收集器Collectors类中的静态方法：

• toList

• toSet：生成set（删除重复项）

• toCollection：指定集合，如collect(toCollection(), ArrayList::new);

• counting：计算元素的个数，collect(counting())；

• summingInt：求和

• averagingInt：求平均数；

• summarizingInt：获取统计值（最大、最小、总和、平均值等）；

• joining：对流中每个元素的调用toString后连接成字符串，如collect(joining(", "))；

• maxBy, minBy

• reducing：归约操作；

• collectingAndThen：包裹另一个收集器，并对结果应用转换函数，如collect(collectingAndThen(toList(), List::size))；

• groupingBy：分组

• partitioningBy：分区（分成true与false两组）；

 

获取菜单（集合）中3条菜肴名称，并连接为一个字符串

String names = menu.stream()

.map(Dish::getName)

.limit(3)

.collect(Collectors.joining("; "));

 

获取包含的字符（去重后字符列表）

words = ["Hello", "World"]

words.stream()

.map(wd -> wd.split(""))

.flatMap(Arrays::stream)

.disctinct()

.collect(Collectors.toList());

 

构建流：

生成数值流：IntStream, LongStream，IntStream.rangeClosed(1, 100)：[1,100]间数字组成的流；

Strean.of(...)：显示构建流；

Arrays.Stream：由数组构建流；

由文件构建流：Files中很多静态方法会返回流；

由函数构建流：Stream.iterate, Stream.generate；

IntSupplier fib = new IntSupplier(){

int pre = 0;

int cur = 1;

public int getAsInt(){

int old = pre;

int next = pre+cur;

pre = cur;

cur = next;

return old;

}

}

IntStream.generate(fib).limit(10).forEach(System.out::println);

 

并行数据处理

要并行处理数据，可以通过对源调用parallelStream方法把集合转换为并行流，或调用parallel()方法把顺序流转换为并行流（sequential在转换为顺序流）：

stream.parallel().

    .filter(...)

    .sequential()

    .map(...)

    .parallel()

    .reduce()

 

要高效处理数据，需要：

• 留意装箱：自动装箱与拆箱会大大降低性能；Java8中的（IntStream, LongStream, DoubleStream）可避免此操作，尽量使用之；

• 有些操作在并行流上就是比顺序流上性能差：特别是limit、findFirst等依赖元素顺序的。

• 要考虑流的操作流水线的总计算成本；

• 对于较小的数据量，并行几乎从来都不是一个好的决定；

• 考虑流背后的数据结构是否易于分解：如ArrayList比LinkedList易于拆分；数据源与可分解性：

  • ArrayList：极佳；

  • LinkedList：差；

  • IntStream.range：极佳；

  • Stream.iterate：差；

  • HashSet：好；

  • TreeSet：好；

 

Optional<T>

Java8中引入java.util.Optional<T>用于存在或缺失变量的建模；可以明确表明可否为空（不存在）。

创建Optional对象：

• Optional.empty()：声明空的Optional；

• Optional.of(inst)：非空（包含对应值的），若inst为null，则抛出NullPointerException；

• Optional.ofNullable(inst)：创建允许null值的，若inst为null，则创建空的；

从Optional中读取实例的变量值：

• get()：存在则返回变量值，否则抛出NoSuchElementException异常；

• orElse(T other)：存在则返回变量值，否则返回默认值（other）；

• orElseGet(Supplier<? extends T> other)：orElse延迟调用版，只有在对象不存在时，才会调用Supplier（可能是耗时操作）；

• orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)：与get类似，但是抛出指定的异常；

• ifPresent(Consumer<? super T>)：存在则返回变量值，否则无任何操作；

其他类方法：

• filter：值存在且满足过滤条件则返回包含值的Optional对象，否则返回空Optional；

• flatMap：若值存在执行提供的mapping函数，返回一个Optional类型的值，否则返回空Optional；

• map：若值存在执行提供的mapping函数；

• isPresent：值存在返回true，否则返回false；

 

多个Optional的链式操作（getCar返回Optional<Car>，getName直接返回String），通过flatMap避免Optional的嵌套（Optional<Optional<T>>）：

Optional<Person> person=...;

String name = person.filter(p -> p.getAge() > 20)

        .flatMap(Person::getCar)

        .map(Car::getName)

        .orElse("Unkown");