1.9 流式编程思想

概述

• “Stream流”其实是一个集合元素的函数模型，它并不是集合，也不是数据结构，其本身并不存储任何 元素（或其地址值）。
  

• 这里的 filter、 map、 skip 都是在对函数模型进行操作，集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法 count 执行的时候，整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性。

• 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。

获取流

• java.util.stream.Stream<T>是Java 8新加入的常用的流接口。（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；

  default Stream Stream()

  • Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流。

  static Stream of (T… values)

根据Collection获取流

• 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();     
     } 
}

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();     
    } 
}

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

public class Demo06GetStream {     
    public static void main(String[] args) {         
        String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" };         
        Stream<String> stream = Stream.of(array);     
    } 
}

Stream常用方法

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。

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);

• 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。
• forEach方法：用来遍历流中的数据，是一个终结方法，遍历之后就不能调用Stream流中的其他方法

public class Demo12StreamForEach {     
    public static void main(String[] args) {         
        Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");         
        stream.forEach(name‐> System.out.println(name));     
        } 
     }
}

过滤：filter

• 可以通过 filter方法将一个流转换成另一个子集流。

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

public class Demo07StreamFilter {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
        Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
    }
}

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。

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

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));
    }
}

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）。

public class Demo09StreamCount {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
        Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
        System.out.println(result.count()); // 2
    }
}

取用前几个：limit

• limit 方法可以对流进行截取，只取用前n个。返回的是一个新的流，可以继续调用Stream流中的其他方法

Stream 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。

public class Demo10StreamLimit {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
        Stream<String> result = original.limit(2);
        System.out.println(result.count()); // 2
    }
}

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 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。

public class Demo11StreamSkip {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
        Stream<String> result = original.skip(2);
        System.out.println(result.count()); // 1，新的流中只剩一个元素
    }
}

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

public class Demo12StreamConcat {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌");
        Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山");
        Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
    }
}