Java Stream流

Stream流

1、Stream例子

需求：

​ 创建一个集合，存储多个字符串元素，完成：

1. 把所有以”张“开头的元素存储到新的集合中。
2. 把”张“开头，且长度为3的元素存储的新的集合中。
3. 打印最终结果。

不使用Stream：

      ArrayList<String> list = new ArrayList<String>() {{
        add("张无忌");
        add("周芷若");
        add("赵敏");
        add("张强");
        add("张三丰");
      }};
      // 1、把所有以”张“开头的元素存储到新的集合中。
      ArrayList<String> list2 = new ArrayList<String>();
      for (String s : list) {
        if (s.startsWith("张")) {
          list2.add(s);
        }
      }
      // 2、把”张“开头，且长度为3的元素存储的新的集合中。
      ArrayList<String> list3 = new ArrayList<String>();
      for (String s : list2) {
        if (s.length() == 3) {
          list3.add(s);
        }
      }
      // 3、输出结果
      list3.forEach(System.out::println);

使用Stream：

  ArrayList<String> list = new ArrayList<String>() {{
    add("张无忌");
    add("周芷若");
    add("赵敏");
    add("张强");
    add("张三丰");
  }};
  list.stream().filter(s -> s.startsWith("张"))
    			.filter(s -> s.length() == 3)
    			.forEach(System.out::println);

分析：

​ 可见，Stream流极大简化了代码，使代码十分简洁。

2、流的思想

​ 可以把流理解成流水线，每一步都对数据进行一定的操作。

上面流的例子中，就类似于工程流水线，做了如下操作：

3、流的作用

​ 结合lambda表达式，简化对流、数组的操作。

4、流的使用

使用步骤：

1. 先得到一条Stream流、并将数据放上去。
2. 使用Stream流中的API对数据进行各种操作（过滤、转换、统计、打印等）。

其中各种API被分为：

​ **中间方法：**方法返回值还是Stream流，也就是说中间方法操作完后，还可以调用其他API。

​ **终结方法：**最后一步，调用完毕之后，不能再调用其他API了。

a、获取Stream流

单列集合：

  ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();// 创建单列集合
  Collections.addAll(list, 1, 2, 3, 4, 5);// 添加数据
  Stream<Integer> stream = list.stream();// 获取单列集合的stream流

双列集合：

	HashMap<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>(){
    {
      put("aaa",111);
      put("bbb",111);
      put("ccc",111);
      put("ddd",111);
    }
  };// 创建双列集合并添加数据
  Stream<Map.Entry<String, Integer>> entryStream = map.entrySet().stream(); //获取键值对流
  Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();// 获取键的流
  Stream<Integer> valueStream = map.values().stream();// 获取值的流

数组：

  int[] arr1 = {1, 2, 3, 4}; // 创建基础数据类型数组
  String[] arr2 = {"a","b","c"}; // 创建引用数据类型数组
  IntStream intStream = Arrays.stream(arr1); // 创建基础数据类型数组的流
  Stream<String> stringStream = Arrays.stream(arr2);// 创建引用类型数组的流

零散数据：

  Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5); //注意，基础数据类型自动会装箱为引用数据类型
  Stream<String> stringStream1 = Stream.of("a", "b", "c");// 引用数据类型流

Stream.of()源码：

​ 可见，源码中传入的是一个泛型的可变参数，也就是说可以传递数组。

​ 但是要注意，这里可以传递引用数据类型的数组，不可以传递基础数据类型数组。

​ 因为会将基础数据类型数组整体当作一个参数，并不自动装箱。

    @SafeVarargs
    @SuppressWarnings("varargs") // Creating a stream from an array is safe
    public static<T> Stream<T> of(T... values) {
        return Arrays.stream(values);
    }

  // 基础数据类型数组使用Stream.of()方法构造流 
  int[] arr1 = {1, 2, 3, 4};
  Stream.of(arr1).forEach(System.out::println); //这里会直接输出arr1的地址，而不会一次输出值
	// 意味着基础数据类型会被当作一个整体，并不进行自动装箱。

b、Stream中间方法

​ 中间方法都是对流做一定操作后返回操作后的流。

​ 因为返回值还是流，所以可以继续进行流操作，因此叫做中间方法。

常见方法：

注意：

1. 中间方法都是对流进行一定操作后返回新的流，原来的流就不存在了，建议使用链式编程。
   这里说的原来流不存在指的是：
   1. 将流1赋值给变量stream1。
   2. 操作stream1后将新的流赋值给变量stream2。
   3. 此时再次操作stream1就会报错：stream has already bean operated or closed
2. 修改集合生成的流里的数据，不会影响集合或数组原来的数据。

1.filter()：过滤

​ 方法名：Stream filter(Predicate predicate)

​ Predicate：是一个函数式接口，需要实现boolean test(T t);方法。

​ 该方法的返回值为true则留下当前元素，否则过滤掉。

​ 因此，可以使用lambda去实现这个函数式接口。

2.limit()和skip():

​ 这两个方法中传递的参数和索引无关，都是多少个。

​ 比如limit(3)指的是只取前三个元素，而不是索引为3的元素前所有元素。

3.distinct()：去重

​ 底层使用HashSet存储元素，而HashSet依赖hasCode()和equals()方法进行去重。

4.concat()：合并

​ 合并两个流的时候，尽可能让两个流类型一致，不然合并后就是两个流的共同父类，这样就会使得子类特有方法无法使用。

5.map()：转换

        List<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, "张三-20", "李四-21", "王五-22", "赵六-23");
        // 需求：打印每个人的年龄
        // 分析：就是将字符串转换为了数值类型
        /**
         * 这个函数式接口有两个泛型：
         *  第一个是传入参数的泛型，在本例中为String。
         *  第二个是返回值参数的泛型，在本例中为Integer。
         * 需要实现方法apply()，其参数就是第一个泛型，返回值类型就是第二个泛型
         * 注意：泛型不能为基础数据类型
         */
        list.stream().map(new Function<String, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                String[] split = s.split("-");
                String result = split[1];
                return Integer.parseInt(result);
            }
            // 在map()方法后，新流的类型就已经变成了Integer
        }).forEach(System.out::println);

        // 上述代码使用lambda就可以简写为：
        list.stream().map(s -> Integer.parseInt(s.split("-")[1])).forEach(System.out::println);

c、Stream终结方法

​ 终结方法的返回值不再是流，因此无法继续进行流操作。

常见方法：

1.forEach()：遍历

				List<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, "张三-20", "李四-21", "王五-22", "赵六-23");
        // 需求：打印每个人的年龄
        // 分析：就是将字符串转换为了数值类型
        /**
         * Consumer泛型：表示流中数据的类型。
         * 函数式接口需实现方法action()参数 s：依次表示流里的每一个数据
         */
        list.stream().forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s.split("-")[1]);
            }
        });

        // 上述代码使用lambda就可以简写为：
        list.stream().forEach(s -> System.out.println(s.split("-")[1]));

2.count()：统计

​ 该方法主要用来统计流过滤后的数据个数，返回值为long类型的整数。

3.toArray()：收集到数组

//重载了两个同名方法
// 1.无参数:返回一个包含此流的元素的数组(Object类型)
Object[] toArray();
// 2.返回一个包含此流元素的数组，使用提供的 generator 函数来分配返回的数组
//  以及分区执行或调整大小可能需要的任何其他数组。
<A> A[] toArray(IntFunction<A[]> generator);

带参数toArray()：

				List<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, "张三-20", "李四-21", "王五-22", "赵六-23");
        /**
         * 泛型：? extends Object[]：指的是继承至Object类型的数组，本例中为字符串数组
         * 函数式方法apply()参数：流中数据的个数，要跟流中个数一致
         *  返回值：具体类型的数组
         *  方法体：创建数组
         * toArray()方法作用就是：创建一个指定类型的数组。
         *  底层实现：会依次得到流里的每一个数据，并把数据放到数组中。
         */
        list.stream().toArray(new IntFunction<String[]>() {
            @Override
            public String[] apply(int value) {
                return new String[value];
            }
        });
        // 使用lambda简写
        list.stream().toArray(value -> new String[value]);

4.collect():收集到集合

			/*
            collect(Collector collector)收集流中的数据，放到集合中 (List Set Map)
            注意点：
                如果我们要收集到Map集合当中，键不能重复，否则会报错
       */
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, "张无忌-男-15", "周芷若-女-14", "赵敏-女-13", "张强-男-20",
                "张三丰-男-100", "张翠山-男-40", "张良-男-35", "王二麻子-男-37", "谢广坤-男-41");

        //收集List集合当中
        //需求：
        //我要把所有的男性收集起来
        List<String> newList1 = list.stream()
                .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                .collect(Collectors.toList());

        //收集Set集合当中
        //需求：
        //我要把所有的男性收集起来
        Set<String> newList2 = list.stream().filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                .collect(Collectors.toSet());
        //System.out.println(newList2);

        //收集Map集合当中
        //谁作为键,谁作为值.
        //我要把所有的男性收集起来
        //键：姓名。 值：年龄
        Map<String, Integer> map = list.stream()
                .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                /*
                 *   toMap : 参数一表示键的生成规则
                 *           参数二表示值的生成规则
                 *
                 * 参数一：
                 *       Function泛型一：表示流中每一个数据的类型
                 *               泛型二：表示Map集合中键的数据类型
                 *
                 *        方法apply形参：依次表示流里面的每一个数据
                 *               方法体：生成键的代码
                 *               返回值：已经生成的键
                 *
                 *
                 * 参数二：
                 *        Function泛型一：表示流中每一个数据的类型
                 *                泛型二：表示Map集合中值的数据类型
                 *
                 *       方法apply形参：依次表示流里面的每一个数据
                 *               方法体：生成值的代码
                 *               返回值：已经生成的值
                 *
                 * */
                .collect(Collectors.toMap(
                  			new Function<String, String>() {
                          @Override
                          public String apply(String s) {
                            //张无忌-男-15
                            return s.split("-")[0];
                          }
                        },
                        new Function<String, Integer>() {
                            @Override
                            public Integer apply(String s) {
                                return Integer.parseInt(s.split("-")[2]);
                            }
                        }));
        Map<String, Integer> map2 = list.stream()
                .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
                .collect(Collectors.toMap(
                        s -> s.split("-")[0],
                        s -> Integer.parseInt(s.split("-")[2])));