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java 新特性之 Stream API

dadong-13 2023-04-18 原文

强大的 Stream API

一、Stream API 的概述

  1. Stream到底是什么呢？
    是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。
    “集合讲的是数据，Stream讲的是计算！”

注意：

  • Stream 自己不会存储元素。
  • Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
  • Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。
  1. Stream 的操作三个步骤
  • 创建 Stream
    一个数据源（如：集合、数组），获取一个流
  • 中间操作
    一个中间操作链，对数据源的数据进行处理
  • 终止操作(终端操作)
    一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用

二、Stream API 的创建

  1. 创建 Stream方式一：通过集合
    Java8 中的 Collection 接口被扩展，提供了两个获取流的方法：
  • default Stream< E > stream() : 返回一个顺序流
  • default Stream< E > parallelStream() : 返回一个并行流
public class testStream {
	@Test
	public void test() {
		List<String> list = new ArrayList();
		list.add("张三");
		list.add("李四");
		Stream<String> stream = list.stream(); //获取串行流
		Stream<String> stream1 = list.parallelStream(); //获取并行流
		//终止操作，打印流。
		stream.forEach(System.out::println);
		stream.forEach(Sustem.out::println);
	}
}
  1. 创建 Stream方式二：通过数组
    Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流：
  • static < T > Stream< T > stream(T[] array): 返回一个流
public class testStream {
	@Test
	public void test() {
		int[] emps = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6}; //创建数组
		IntStream stream = Arrays.stream(emps);
		//终止操作，打印流。
		stream.forEach(System.out::println);
	}
}
  1. 创建 Stream方式三：通过Stream的of()
    可以调用Stream类静态方法 of()方法, 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。
  • public static< T > Stream< T > of(T... values) : 返回一个流
public class testStream {
	@Test
	public void test() {
		Stream<String> stream = Stream.of("a","b","c");
		//终止操作，打印流。
		stream.forEach(System.out::println);
	}
}
  1. 创建 Stream方式四：创建无限流
    可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。
  • 迭代
    public static< T > Stream< T > iterate(final T seed, final UnaryOperator< T > f)
  • 生成
    public static< T > Stream< T > generate(Supplier< T > s)
public class testStream {
	@Test
	public void test() {
		//生成
		Stream<Double> stream = Stream.generate(Math::random);
		//终止操作，打前 10 个印流。
		stream.limit(10).forEach(System.out::println);
		//迭代
		Stream<Integer> stream1 = Stream.iterate(0,(x) -> x + 2);
		//终止操作，打前 10 个印流。
		stream1.limit(10).forEach(System.out::println);
	}
}

二、Stream API 的中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值”。

  1. 筛选与切片
方 法 描 述
filter(Predicate p) 接收 Lambda ， 从流中排除某些元素
distinct() 筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
limit(long maxSize) 截断流，使其元素不超过给定数量
skip(long n) 跳过元素，返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个，则返回一个空流。与 limit(n) 互补 
    @Test
    public void test() {
        //迭代，创建无限流
        Stream<Integer> stream = Stream.iterate(0,(x) -> x + 2);
        //获取大于4的数
        Stream<Integer> stream1 = stream.filter((x) -> x > 4);
        //获取大于4中的前10个数
        Stream<Integer> stream2 = stream1.limit(10);
        //舍弃前5个数
        Stream<Integer> stream3 = stream2.skip(5);
        //终止操作
        stream3.forEach(System.out::println);
    }
  1. 映射
方法 描述
map(Function f) 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。
mapToDouble(ToDoubleFunction f) 接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 DoubleStream。
mapToInt(ToIntFunction f) 接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 IntStream。
mapToLong(ToLongFunction f) 接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 LongStream
flatMap(Function f) 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
  1. 排序
方法 描述
sorted() 产生一个新流，其中按自然顺序排序
sorted(Comparator com) 产生一个新流，其中按比较器顺序排序

Stream API 的终止操作

  • 终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。
  • 流进行了终止操作后，不能再次使用。
  1. 匹配与查找
方法 描述
allMatch(Predicate p) 检查是否匹配所有元素
anyMatch(Predicate p) 检查是否至少匹配一个元素
noneMatch(Predicate p) 检查是否没有匹配所有元素
findFirst() 返回第一个元素
findAny() 返回当前流中的任意元素
count() 返回流中元素总数
max(Comparator c) 返回流中最大值
min(Comparator c) 返回流中最小值
forEach(Consumer c) 内部迭代(使用 Collection 接口需要用户去做迭代，称为外部迭代。相反，Stream API 使用内部迭代————它帮你把迭代做了)
  1. 归约
方法 描述
reduce(T iden, BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 T
reduce(BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional

备注： map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因 Google
用它来进行网络搜索而出名。

  1. 收集
方法 描述
collect(Collector c) 将流转换为其他形式。接收一个 Collector 接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、Map)。
另外， Collectors 实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例，具体方法与实例如下表：

方法 返回类型 作用 调用
toList List 把流中元素收集到List List emps= list.stream().collect(Collectors.toList());
toSet Set 把流中元素收集到Set Set emps= list.stream().collect(Collectors.toSet());
toCollection Collection 把流中元素收集到创建的集合 Collection emps =list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
counting Long 计算流中元素的个数 long count = list.stream().collect(Collectors.counting());
summingInt Integer 对流中元素的整数属性求和 int
averagingInt Double 计算流中元素Integer属性的平均值 double avg = list.stream().collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary));
summarizingInt IntSummaryStatistics 收集流中Integer属性的统计值。如：平均值 int SummaryStatisticsiss= list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Employee::getSalary));
joining String 连接流中每个字符串 String str= list.stream().map(Employee::getName).collect(Collectors.joining());
maxBy Optional 根据比较器选择最大值 Optionalmax= list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
minBy Optional 根据比较器选择最小值 Optional min = list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Employee::getSalary)));
reducing 归约产生的类型 从一个作为累加器的初始值开始，利用BinaryOperator与流中元素逐个结合，从而归约成单个值 int total=list.stream().collect(Collectors.reducing(0, Employee::getSalar,Integer::sum));
collectingAndThen 转换函数返回的类型 包裹另一个收集器，对其结果转换函数 int how= list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), List::size));
groupingBy Map<K, List> 根据某属性值对流分组，属性为K，结果为V Map<Emp.Status, List> map=list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus));
partitioningBy Map<Boolean, List> 根据true或false进行分区 Map<Boolean,List> vd = list.stream().collect(Collectors.partitioningBy(Employee::getManage));
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