Java流式编程（Stream API部分）

一、流式编程

在 Java 流式编程中，流（Stream）是一个抽象的概念，用于表示数据的序列。流提供了一种高级迭代的机制，允许你以声明式方式处理数据集合。

1.1.流式编程概述

流是一个元素序列，这些元素可以是集合中的元素，也可以是来自于数组、I/O通道、生成器函数等。

Stream流的作用是结合Lambda表达式，简化集合、数组的操作

对于Stream流的使用步骤总结成以下：

1.2.创建流

1. 从集合创建流

集合（如 List、Set）是最常见的流数据源。集合提供了 stream() 方法，直接用来创建流

List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
Stream<String> stream = words.stream(); // 创建流

注意如HashMap等双列集合没法直接用该方法

2. 从数组创建流

Java 提供了 Arrays.stream() 方法，用于从数组创建流。这个方法可以处理对象数组或基本类型数组

String[] fruits = {"apple", "banana", "cherry"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(fruits); 

3. 使用 Stream.of() 创建流

Stream<String> stream = Stream.of("apple", "banana", "cherry");

4、使用 Stream.iterate() 或generate()创建无限流

Stream.iterate() 方法用于创建一个无限流，它接受一个初始值和一个有返回值的函数，每次调用该函数来生成序列中的下一个元素

Stream<Long> infiniteStream = Stream.iterate(1, n -> n + 1);

最后常见获取流的几种方法总结成下表

单列集合	default Stream<E> stream()	Collection中的默认方法
双列集合	无	无法直接使用stream流
数组	public static<T> Stream<T> stream(T[] array)	Arrays工具类中的静态方法
一堆零散的数据	public static<T> Stream<T> of(T... values)	Stream接口中的静态方法

需要注意的是：Stream接口中的of方法，它的形参是一个可变参数，除了可以传递零散数据还可以传递数组。但是数组必须是引用数据类型的，如果是基本数据类型是会把整个数组当作一个元素，放到Stream中。

二、流式操作

2.1.Stream流的中间方法

2.1.1.filter

filter(Predicate<? super T> predicate)筛选流中的元素，只有满足给定谓词的元素才会被保留在流中。

Stream<String> filteredStream = strings.stream().filter(s -> s.startsWith("a"));

2.1.2.limit

limit(long maxSize)截断流，使其最多包含给定数量的元素。

Stream<String> limitedStream = strings.stream().limit(2);

2.1.3.skip、distinct、concat

分别是skip(long n)跳过前几个元素，distinct()元素去重依赖（hashCode和equals方法）以及concat(Stream a,Stream b)合并a和b两个流为一个流。

2.1.4.map

 map(Function<? super T,? extends R> mapper)将流中的每个元素映射到另一个元素上，返回一个新的流。

Stream<Integer> lengthStream = strings.stream().map(String::length);

2.2.Stream流的终结方法

2.2.1.forEach

forEach(Consumer<? super T> action)对流中的每个元素执行给定的操作。

stream.forEach(System.out::println); // 打印流中的每个元素

这里详细解释一下里面的Consumer<? super T> action，它 是一个函数式接口，它定义了一个 accept 方法，用于接收单个输入参数并执行某些操作。源码如下：

2.2.2.reduce

reduce()通过某个连接动作将所有元素汇总成一个汇总结果。

Optional<Integer> sum = stream.reduce((x, y) -> x + y); // 求和

2.2.3.toArray

toArray()将流中的元素收集到数组中。

Object[] array = stream.toArray(); // 将流转换为数组

注意：toArray方法的底层，会依次得到流里面的每一个数据，并把数据放到数组中。

2.2.4.收集方法collect

collect(Collector<? super T, A, R> collector)将流中的元素汇总到一个结果容器中。在 Java 的 Stream API 中，collect 方法是一个非常强大的终端操作。这个方法接受一个 Collector 对象作为参数，该对象定义了如何将流中的元素收集到一个特定的容器中。

List<T> list = stream.collect(Collectors.toList()); // 将流收集到列表

常用的 Collector 实现

Java 8 提供了一些常用的 Collector 实现，它们位于 java.util.stream.Collectors 类中。以下是一些常用的 Collector：

• Collectors.toList()：将流中的元素收集到一个 List 中。
• Collectors.toSet()：将流中的元素收集到一个 Set 中。
• Collectors.toMap()：将流中的元素收集到一个 Map 中。
• Collectors.joining()：将流中的元素连接成一个字符串。
• Collectors.summing()：计算流中元素的总和。
• Collectors.maxBy()：找到流中最大的元素。
• Collectors.groupingBy()：根据某个属性将流中的元素分组。
• Collectors.partitioningBy()：根据某个条件将流中的元素分为两组。