Java函数式编程——Steam

本文介绍了Java中的Stream概念,如其作为数据流的特点,以及中间操作(如filter、map、sorted)和终止操作(如forEach、count、findFirst)。此外,还探讨了Stream的来源(如集合、数组)和并行流的使用。

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正文:

前言

随着社会的不断发展,Java这门技术也越来越重要,很多人都开启了学习Java编程,本文就介绍了Java中Steam流程的一些内容。

一、Steam是什么?

Stream是 Java 8新增加的类,用来补充集合类。
Stream代表数据流,流中的数据元素的数量可能是有限的,也可能是无限的。
Java Stream提供了提供了串行和并行两种类型的流,保持一致的接口,提供函数式编程方式,以管道方式提供中间操作和最终执行操作,为Java语言的集合提供了现代语言提供的类似的高阶函数操作,简化和提高了Java集合的功能。

二、介绍

Stream 代表了来自某个源的对象的序列,这些序列支持聚集操作。下面是 Stream 的一些特性:

元素序列:Stream 以序列的形式提供了特定类型的元素的集合。根据需求,它可以获得和计算元素,但不会储存任何元素。
源:Stream 可以将集合、数组和 I/O 资源作为输入源。
聚集操作:Stream 支持诸如filter、map、limit、reduce等的聚集操作。
流水技术:许多 Stream 操作返回了流本身,故它们的返回值可以以流水的形式存在。这些操作称之为中间操作,并且它们的功能就是负责输入、处理和向目标输出。collect()方法是一个终结操作,通常存在于流水线操作的末端,来标记流的结束。
自动迭代:Stream 的操作可以基于已提供的源元素进行内部的迭代,而集合则需要显式的迭代。

相关方法

集合的接口有两个方法来产生流:

  • stream():该方法返回一个将集合视为源的连续流。
  • parallelStream():该方法返回一个将集合视为源的并行流。

常用方法:

forEach:该方法用于对 Stream 中的每个元素进行迭代操作。
map:该方法用于将每个元素映射到对应的结果上。
filter:该方法用于过滤满足条件的元素。
limit:该方法用于减少 Stream 的大小。
sorted:该方法用于对 Stream 排序。

3.1 使用Collection下的 stream() 和 parallelStream() 方法

代码如下(示例):

List<String> list = new ArrayList<>();
Stream<String> stream = list.stream(); //获取一个顺序流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); //获取一个并行流

3.2 使用Arrays 中的 stream() 方法,将数组转成流

Integer[] nums = new Integer[10];
Stream<Integer> stream = Arrays.stream(nums);

四、流的中间操作

筛选与切片

filter:过滤流中的某些元素
limit skip distinct sorted 都是有状态操作,这些操作只有拿到前面处理后的所有元素之后才能继续下去。
limit(n):获取前n个元素
skip(n):跳过前n元素,配合limit(n)可实现分页
distinct:通过流中元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素

部分代码示例:

Stream<Integer> stream = Stream.of(6, 4, 6, 7, 3, 9, 8, 10, 12, 14, 14);
 
Stream<Integer> newStream = stream.filter(s -> s > 5) //6 6 7 9 8 10 12 14 14
        .distinct() //6 7 9 8 10 12 14
        .skip(2) //9 8 10 12 14
        .limit(2); //9 8
newStream.forEach(System.out::println);

五、映射

map:接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,并将其映射成一个新的元素。
flatMap:接收一个函数作为参数,将流中的每个值都换成另一个流,然后把所有流连接成一个流。

   List<String> list = Arrays.asList("a,b,c", "1,2,3");
//      去掉字符串中所有的,
        List<String> collect = list.stream().map(s -> s.replaceAll(",", "")).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);

//        flatMap 接收一个函数作为参数,将流中的每个值都换成另一个流,然后把所有流连接成一个流。

        Stream<String> stringStream = list.stream().flatMap(s -> {
//            将字符串以,分割后得到一个字符串数组
            String[] split = s.split(",");
//            然后将每个字符串数组对应流返回,flatMap会自动把返回的所有流连接成一个流
            Stream<String> stream = Arrays.stream(split);
            return stream;
        });
        System.out.println(stringStream.collect(Collectors.toList()));

六、排序

sorted():自然排序,流中元素需实现Comparable接口
sorted(Comparator com):定制排序,自定义Comparator排序器

自然排序
//   按照color的字符串大小进行排序
   @Override
  public int compareTo(Apple o) {
     return color.compareToIgnoreCase(o.color);
  }
自定义排序
   List<Apple> compare = appleList.stream().sorted((o1, o2) -> {
            if (!o1.getColor().equals(o2.getColor())) {
//                compareToIgnoreCase 忽略大小写排序,大于返回ascll的差值,正值,小于返回负值
                return o1.getColor().compareToIgnoreCase(o2.getColor());
            } else {
//                逆序排列
                return o1.getWeight() - o2.getWeight() ;
            }
        }).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(compare);

七、流的终止操作

匹配和聚合

allmatch,noneMatch,anyMatch用于对集合中对象的某一个属性值进行判断,
allMatch全部符合该条件返回true,
noneMatch全部不符合该断言返回true
anyMatch 任意一个元素符合该断言返回true


List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
boolean allMatch = list.stream().allMatch(e -> e > 10); //false
boolean noneMatch = list.stream().noneMatch(e -> e > 10); //true
boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(e -> e > 4);  //true

findFirst:返回流中第一个元素
findAny:返回流中的任意元素
count:返回流中元素的总个数
max:返回流中元素最大值
min:返回流中元素最小值

总结

本章学习了java的Steam流,如有解释不到位的地方多多谅解!欢迎各位大佬莅临指点。

### Java Stream API `filter` 方法使用教程 #### 导入必要的包 为了使用 Java Stream API 及其 `filter` 方法,需确保项目基于 Java 8 或更新版本,并导入相应的包。 ```java import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.stream.Collectors; ``` 这段代码展示了如何导入处理列表所需的基础类和接口[^1]。 #### 创建数据源 创建一个简单的整数列表作为演示的数据源: ```java List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6); ``` 此部分初始化了一个包含六个元素的列表对象,这些元素将在后续的操作中被过滤[^5]。 #### 应用 `filter` 进行筛选 下面的例子说明了怎样运用 `filter` 来选取偶数值: ```java // 定义谓词表达式,用于判断数字是否为偶数 Predicate<Integer> isEven = n -> n % 2 == 0; // 对原始列表调用 stream() 方法开启流模式, // 然后应用 filter(isEven),最后再通过 collect(Collectors.toList()) 收集结果 List<Integer> evenNumbers = numbers.stream() .filter(isEven) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(evenNumbers); // 输出: [2, 4, 6] ``` 这里定义了一个名为 `isEven` 的谓词来表示要保留哪些项的标准——即只留下能被二整除的那些值。接着把原数组转化为流形式并通过 `filter()` 函数传递上述标准;最终采用 `Collectors.toList()` 将经过筛选后的元素重新组合成新的列表实例[^2]。 #### 复杂条件下的 `filter` 使用 当面对更加复杂的场景时,比如想要获取既大于三又小于六的所有奇数,可以通过链式的 lambda 表达式实现这一点: ```java List<Integer> oddBetweenThreeAndSix = numbers.stream() .filter(n -> n > 3 && n < 6 && n % 2 != 0) .collect(Collectors.toList()); System.out.println(oddBetweenThreeAndSix); // 输出: [5] ``` 在这个例子中,单个 Lambda 表达式内包含了多个逻辑运算符 (`&&`) 组合而成的复合条件,以此达到精确控制哪些元素应该进入下一个阶段的目的。 #### 总结 `filter` 是 Java Stream API 提供的一种非常有用的功能,允许开发人员以声明的方式指定希望保留在序列里的成员特征。这不仅提高了代码的清晰度,还促进了函数式编程风格的应用,进而增强了程序的安全性和效率[^4]。
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