StreamAPI

一、概述

  • Java 8 API添加了一个新的抽象称为流Stream,可以让你以一种声明的方式处理数据。

  • Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。

  • Stream API可以极大提高Java程序员的生产力,让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

  • 这种风格将要处理的元素集合看作一种流, 流在管道中传输, 并且可以在管道的节点上进行处理, 比如筛选, 排序,聚合等。

  • 元素流在管道中经过中间操作(intermediate operation)的处理,最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的结果。

最佳实战:以后凡是你写for循环处理数据的统一全部用StreamAPI进行替换;

Stream所有数据和操作被组合成流管道流管道组成:

  • 一个数据源(可以是一个数组、集合、生成器函数、I/O管道):stream of elements

  • 零或多个中间操作(将一个流变形成另一个流):filter、sorted、map

  • 一个终止操作(产生最终结果):collect、sum

示例代码:

    public static void testStreamApi01() {
        Stream<People> peopleStream = Stream.of(new People("张三", 14),
                new People("李四", 34),
                new People("王五", 10),
                new People("赵六", 4));
        int sum = peopleStream.filter(people -> people.age > 7)
                .sorted(Comparator.comparingInt(o -> o.age))
                .mapToInt(people -> people.age)
                .sum();
        System.out.println(sum);
    }

二、生成流

在 Java 8 中, 集合接口有两个方法来生成流:

  • stream() − 为集合创建串行流。

  • parallelStream() − 为集合创建并行流。

1、串行流

    public static void testStreamApi02() {
        List<People> list = new ArrayList<>();
        list.add(new People("张三", 14));
        list.add(new People("李四", 34));
        list.add(new People("王五", 10));
        list.add(new People("赵六", 4));
        int sum = list.stream().filter(people -> {
                    System.out.println("filter\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + people);
                    return people.age > 10;
                })
                .sorted((o1, o2) -> {
                    System.out.println("sorted o1:\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + o1);
                    System.out.println("sorted o2:\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + o2);
                    return o1.age - o2.age;
                })
                .mapToInt(people -> {
                    System.out.println("mapToInt:\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + people);
                    return people.age;
                })
                .sum();
        System.out.println(sum);
    }

执行以上脚本,输出结果为:

filter	main	test.Test$People@3d494fbf
filter	main	test.Test$People@4783da3f
filter	main	test.Test$People@378fd1ac
filter	main	test.Test$People@49097b5d
sorted o1:	main	test.Test$People@4783da3f
sorted o2:	main	test.Test$People@3d494fbf
mapToInt:	main	test.Test$People@3d494fbf
mapToInt:	main	test.Test$People@4783da3f
48

2、并行流

    public static void testStreamApi02() {
        List<People> list = new ArrayList<>();
        list.add(new People("张三", 14));
        list.add(new People("李四", 34));
        list.add(new People("王五", 10));
        list.add(new People("赵六", 4));
        int sum = list.stream().parallel().filter(people -> {
                    System.out.println("filter\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + people);
                    return people.age > 10;
                })
                .sorted((o1, o2) -> {
                    System.out.println("sorted o1:\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + o1);
                    System.out.println("sorted o2:\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + o2);
                    return o1.age - o2.age;
                })
                .mapToInt(people -> {
                    System.out.println("mapToInt:\t" + Thread.currentThread().getName() + "\t" + people);
                    return people.age;
                })
                .sum();
        System.out.println(sum);
    }

执行以上脚本,输出结果为:

filter	main	test.Test$People@65b3120a
filter	main	test.Test$People@4d405ef7
filter	main	test.Test$People@6193b845
filter	ForkJoinPool.commonPool-worker-1	test.Test$People@6bcbc47d
sorted o1:	main	test.Test$People@6bcbc47d
sorted o2:	main	test.Test$People@6193b845
mapToInt:	ForkJoinPool.commonPool-worker-1	test.Test$People@6193b845
mapToInt:	main	test.Test$People@6bcbc47d
48

三、中间操作

  • filter:过滤; 挑出我们用的元素

  • map: 映射: 一一映射,a 变成 b

    • mapToInt、mapToLong、mapToDouble
  • flatMap:打散、散列、展开、扩维:一对多映射

  • limit:获取前n条数据

  • sorted:排序

1、filter

filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤出空字符串:

    public static void testStreamApi04() {
        List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
        // 获取空字符串的数量
        long count = strings.stream().filter(String::isEmpty).count();
        System.out.println(count);
    }

2、map

map 方法用于映射每个元素到对应的结果,以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数:

    public static void testStreamApi06() {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
        // 获取对应的平方数
        List<Integer> squaresList = numbers.stream().map(i -> i * i).distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println(squaresList);
    }

3、flatMap

使用flatMap方法的效果是,各个数组并不是分别映射成一个流,而是映射成流的内容。

    public static void testStreamApi05() {
        List<People> list = new ArrayList<>();
        list.add(new People("张 三", 14));
        list.add(new People("李 四", 34));
        list.add(new People("王 五", 10));
        list.add(new People("赵 六", 4));
        list.stream().flatMap(people -> Arrays.stream(people.name.split(" "))).forEach(System.out::println);
    }

执行以上脚本,输出结果为:

张
三
李
四
王
五
赵
六

4、limit

limit 方法用于获取指定数量的流。 以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据:

public static void testStreamApi03() {
    Random random = new Random();
    random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
}

5、sorted

sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序:

public static void testStreamApi07() {
    Random random = new Random();
    random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
}

6、全部的中间操作:

filter、
map、mapToInt、mapToLong、mapToDouble
flatMap、flatMapToInt、flatMapToLong、flatMapToDouble
mapMulti、mapMultiToInt、mapMultiToLong、mapMultiToDouble、
parallel、unordered、onClose、sequential
distinct、sorted、peek、limit、skip、takeWhile、dropWhile、

四、终止操作

  • forEach:迭代、遍历每个数据
  • collect:将流转换成集合和聚合元素

1、forEach

Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用 forEach 输出了10个随机数:

    public static void testStreamApi03() {
        Random random = new Random();
        random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
    }

2、collect

Collectors 类实现了很多归约操作,例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串:

    public static void testStreamApi08() {
        List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
        List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

        System.out.println("筛选列表: " + filtered);
        String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
        System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
    }

3、统计

另外,一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上,它们可以用来产生类似如下的统计结果。

    public static void testStreamApi09() {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);

        IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt(x -> x).summaryStatistics();

        System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
        System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
        System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
        System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());
    }

4、全部的终止操作:

forEach、forEachOrdered、toArray、reduce、collect、toList、min、
max、count、anyMatch、allMatch、noneMatch、findFirst、findAny、iterator

流只有执行终止操作,前面的中间操作才会执行。如果没有终止操作,则中间操作,不会执行

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