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本笔记参考自: 《On Java 中文版》
||| 中间操作:从流中接收一个对象,并将对象作为另一个流送出后端,以连接其他操作。
peek()操作是用于辅助调试的,它允许我们查看流对象而不修改它。
【例子:peek()的使用流】
- public class Peeking {
- public static void main(String[] args)
- throws Exception {
- FileToWords.stream("Cheese.dat")
- .skip(21)
- .limit(4)
- .map(w -> w + " ")
- .peek(System.out::print) // 查看当前流的状态
- .map(String::toUpperCase)
- .peek(System.out::print)
- .map(String::toLowerCase)
- .forEach(System.out::print);
- }
- }
程序执行的结果是:
![]()
其中,FileToWords类的形式如下(之后会再展示):

这个类的作用就是生成一个String对象组成的流。
当流在管线中传输时,我们使用了peek()进行观察。这里要注意的是,peek()接受的是一个遵循Consumer函数式接口的函数:
![]()
这样的函数没有返回值(Consumer一般用于对输入元素进行消费),所以也就不可能使用不同的对象替换流中的对象。因此我们只能“观察”这些对象。
sorted()方法可用于流的排序,它有一种可以接受一个Comparator参数的形式:
【例子:接受参数的sorted()】
- import java.util.Comparator;
-
- public class SortedComparator {
- public static void main(String[] args)
- throws Exception {
- FileToWords.stream("D:\\code\\Java\\Test_Java\\src\\streams\\Cheese.dat")
- .skip(10)
- .limit(10)
- .sorted(Comparator.reverseOrder())
- .map(w -> w + " ")
- .forEach(System.out::print);
- System.out.println();
- }
- }
程序执行的结果是:
![]()
也可以传入一个lambda表达式作为sorted()的参数,不过也有许多预设的Comparator。
介绍两个用于从流中移除元素的操作:
distinct()在笔记12-1的Randoms.java中出现过。这里演示filter(Predicate)操作:
【例子:filter(Predicate)的使用例】
- import java.util.stream.LongStream;
-
- import static java.util.stream.LongStream.iterate;
- import static java.util.stream.LongStream.rangeClosed;
-
- public class Prime {
- public static boolean isPrime(long n) {
- return rangeClosed(2, (long) Math.sqrt(n)) // rangeClosed()在这里是类似于循环的作用
- .noneMatch(i -> n % i == 0); // 若流为空,或流中没有元素能够与当前谓词匹配,返回true
- }
-
- public LongStream numbers() {
- return iterate(2, i -> i + 1)
- .filter(Prime::isPrime); // 若返回结果是true,则保留下来
- }
-
- public static void main(String[] args) {
- new Prime().numbers()
- .limit(10)
- .forEach(n -> System.out.format("%d ", n));
-
- System.out.println();
- new Prime().numbers()
- .skip(90)
- .limit(10)
- .forEach(n -> System.out.format("%d ", n));
- }
- }
程序执行的结果是:
![]()
rangeClosed()的参数是一个左开右闭的区间,包含了上界值。若没有一个取余操作的结果是0,则noneMatch()返回true,否则返回false。并且noneMatch()会在第一次结果为false时退出。
本条目用于介绍一些作用于每个流元素的各种map操作:
以下是map面对不同类型的不同版本:
【例子:将Function(通过map)映射到一个用String组成的流中】
- import java.util.Arrays;
- import java.util.function.Function;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class FunctionMap {
- static String[] elements = {"12", "", "23", "45"};
-
- static Stream
testStream() { - return Arrays.stream(elements);
- }
-
- static void test(String descr, Function
func) { - System.out.println(" ---( " + descr + " )---");
- testStream()
- .map(func)
- .forEach(System.out::println);
- }
-
- public static void main(String[] args) {
- test("添加括号", s -> "[" + s + "]");
-
- test("数值增长", s -> {
- try {
- return Integer.parseInt(s) + 1 + ""; // parseInt()会尝试将String转换为Integer
- } catch (NumberFormatException e) { // 若无法完成转换,抛出异常,执行catch{}中的语句
- return s;
- }
- });
-
- test("替换", s -> s.replace("2", "9"));
-
- test("提取最后一位的数值",
- s -> s.length() > 0 ?
- s.charAt(s.length() - 1) + "" : s);
- }
- }
程序执行的结果是:

在语句
return Integer.parseInt(s) + 1 + "";
中,表达式从左向右顺序进行,①先尝试将s转换为Integer,②再进行+1操作,③最后将其转换为字符串。
另外,String.charAt()会返回指定索引处的char值。索引的范围是从0到String.length()-1。
---
上述程序中,map()被用于将一个String映射到另一个String。而实际上,并没有约束要求生成的类型必须和输入的类型一致。因此还可以在map()中改变这个流的类型:
【例子:将基本类型的流映射到自定义类型中】

在这个例子中,我们接受的是一个int类型的流,并且使用Numbered::new将其转换为了Numbered。
---
若Function生成的结果是某种数值类型,就需要使用相应的mapTo操作:
【例子:使用mapTo处理数值类型】
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class FunctionMap3 {
- public static void main(String[] args) {
- Stream.of("5", "7", "9")
- .mapToInt(Integer::parseInt)
- .forEach(n -> System.out.format("%d ", n));
-
- System.out.println();
- Stream.of("17", "19", "23")
- .mapToLong(Long::parseLong)
- .forEach(n -> System.out.format("%d ", n));
-
- System.out.println();
- Stream.of("17", "1.9", ".23")
- .mapToDouble(Double::parseDouble)
- .forEach(n -> System.out.format("%f ", n));
- }
- }
程序执行的结果是:

假设我们现在有得到了一个由传入元素组成的流,我们需要对其运用map():

我们希望得到的是一个String类型的流,但结果却是一个由指向其他流的“头”组成的流。换句话说,我们想要的是一个由元素组成的流,但却生成了一个与元素流组成的流。
这种时候就需要使用flatMap()。该方法会做两件事:
和map()类似,flatMap()也有面对不同类型的不同版本(flatMapToInt()、flatMapToLong()等)。
【例子:flatMap()的使用例】
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class FlatMap {
- public static void main(String[] args) {
- Stream.of(1, 2, 3)
- .flatMap(i -> Stream.of("A", "B", "C"))
- .forEach(System.out::println);
- }
- }
程序执行的结果是:

从映射返回的每个流都被自动进行了扁平化处理,展开为组成这个流的String元素。
【例子:flatMapTo生成随机数】
- import java.util.Random;
- import java.util.stream.IntStream;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class StreamOfRandoms {
- static Random rand = new Random(47);
-
- public static void main(String[] args) {
- Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
- .flatMapToInt(i -> IntStream.concat( // concat()会按照参数的顺序将两个流组合到一起
- rand.ints(0, 100).limit(i), // 其中的每一个流的长度不超过i
- IntStream.of(-1)
- ))
- .forEach(n -> System.out.format("%d ", n));
- System.out.println();
- }
- }
程序执行的结果是:
![]()
上述程序中出现了concat()

这个方法会按照参数的顺序将两个流组合到一起。所以,在每个有随机的Integer组成的流的末尾,都添加了一个-1作为标记。
因为rand.ints()生成的是一个IntStream,所以这里使用的flatMap()、concat()和of()都是Integer的版本。
在笔记12-1的FileToWordsRegexp.java中,我们将整个文件读取到内存的List中,这是需要存储空间的。但我们真正需要的,是一个不需要中间存储的单词流。这就是flatMap()解决的问题:
【例子:flatMap()创建占用少量内存的流】
- import java.nio.file.Files;
- import java.nio.file.Paths;
- import java.util.regex.Pattern;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class FileToWords {
- public static Stream
stream(String filepath) - throws Exception {
- return Files.lines(Paths.get(filepath))
- .flatMap(line -> Pattern.compile("\\W+").splitAsStream(line));
- }
- }
stream()在这里是一个静态方法,因为它自己就可以完成整个流的创建。
这里还出现了正则表达式\\W+。\\W的意思是一个“非单词字符”,而+意味着“一个或是多个”。
小写形式的\\w是指“单词字符”。
由于语句
Pattern.compile().splitAsStream()
会生成一个流,所以若将其应用于map()操作中,我们会得到的是一个由单词流组成的流。而我们仅仅需要一个单词流而已。因此这里需要使用的是flatMap(),将其转化为一个由元素组成的简单流。
除此之外,我们还可以使用String.split(),它会生成一个数组,这个数组可以经由Arrays.stream()转换为一个流:
.flatMap(line -> Arrays.stream(line.split("\\W+")))
此时得到的是一个真正的流(而不是像FileToWordsRegexp.java中那样,基于集合创建的流)。因此,每当我们想要一个新的流时,就必须从头创建,并且它无法复用:
【例子:无法复用的流】
- public class FileToWordsTest {
- public static void main(String[] args)
- throws Exception {
- FileToWords.stream("Cheese.dat")
- .limit(7)
- .forEach(s -> System.out.format("%s ", s));
-
- System.out.println();
- FileToWords.stream("Cheese.dat")
- .skip(7)
- .limit(2)
- .forEach(s -> System.out.format("%s ", s));
- }
- }
程序执行的结果如下:
![]()
在进行编程时,我们或许会认为流被连接成了一条“快乐通道”(指没有异常或错误情形发生的默认场景),并假设没有什么能够中断这个流。但事实是,只需要在流中放入一个null就可以破坏它。
当从流中提取null时,对null进行的类型转换会发生异常。
因此就需要Optional类型。这一类型实现了这样一个概念:存在一个对象,即可以作为流元素来占位,也可以在需要寻找的元素不存在时提醒我们(不会抛出异常)。
某些标准的流操作会返回Optional对象,因为这些操作不能确保所要的结果一定存在:
以上三种操作在流为空的时候都返回Optional.empty。

【例子:返回Optional类型的操作】
- import java.util.stream.IntStream;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class OptionalsFromEmptyStreams {
- public static void main(String[] args) {
- System.out.println(Stream.
empty() - .findFirst());
-
- System.out.println(Stream.
empty() - .findAny());
-
- System.out.println(Stream.
empty() - .max(String.CASE_INSENSITIVE_ORDER));
-
- System.out.println(Stream.
empty() - .min(String.CASE_INSENSITIVE_ORDER));
-
- System.out.println(Stream.
empty() - .reduce((s1, s2) -> s1 + s2));
-
- System.out.println(IntStream.empty()
- .average());
- }
- }
程序执行的结果是:

此时得到的结果不是抛出的异常,而是Optional.empty()对象。
注意:这里通过Stream.
Stream. s = Stream.empty();
【例子:Optional的两个基本动作】
- import java.util.Optional;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class OptionalBasics {
- static void test(Optional
optString) { - if (optString.isPresent()) // isPresent():若存在值,返回true
- System.out.println(optString.get());
- else
- System.out.println("流中不存在数据");
- }
-
- public static void main(String[] args) {
- test(Stream.of("一个元素").findFirst());
- test(Stream.
empty().findFirst()); - }
- }
程序执行的结果是:
![]()
当接收了一个Optional时,首先调用了isPresent(),对流中元素的存在与否进行测试。
有许多便捷函数,由于获取Optional中的数据。这些函数简化了上述例子的“先检查、再处理”的过程。
【例子:便捷函数】
- import java.util.Optional;
- import java.util.function.Consumer;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class Optionals {
- static void basics(Optional
optString) { - if (optString.isPresent())
- System.out.println(optString.get());
- else
- System.out.println("流中不存在数据");
- }
-
- static void ifPresent(Optional
optString) { - optString.ifPresent(System.out::println);
- }
-
- static void orElse(Optional
optString) { - System.out.println(optString.orElse("从orElse()返回的对象"));
- }
-
- static void orElseGet(Optional
optString) { - System.out.println(optString.orElseGet(() -> "orElseGet()替换的对象"));
- }
-
- static void orElseThrow(Optional
optString) { - try {
- System.out.println(optString.orElseThrow(
- () -> new Exception("orElseThrow()替换的对象")
- ));
- } catch (Exception e) { // 使用catch捕获Java库函数Optional::orElseThrow()抛出的异常
- System.out.println("捕获 " + e);
- }
- }
-
- static void test(String testName
- , Consumer
> cos) { // 一个可以接收所有示例方法的Consumer,避免代码重复 - System.out.println(" === " + testName + " === ");
- cos.accept(Stream.of("测试语句").findFirst());
- cos.accept(Stream.
empty().findFirst()); - }
-
- public static void main(String[] args) {
- test("basics", Optionals::basics);
- test("ifPresent", Optionals::ifPresent);
- test("orElse", Optionals::orElse);
- test("orElseGet", Optionals::orElseGet);
- test("orElseThrow", Optionals::orElseThrow);
- }
- }
程序执行的结果是:

若要自己编写生成Optional的代码,可以使用以下三种静态方法:
【例子:生成Optional的三个方法】
- import java.util.Optional;
-
- public class CreatingOptionals {
- static void test(String testName, Optional
opt) { - System.out.println(" === " + testName + " === ");
- System.out.println(opt.orElse("Null"));
- }
-
- public static void main(String[] args) {
- test("empty", Optional.empty());
-
- test("of", Optional.of("Value"));
- try {
- test("of", Optional.of(null));
- } catch (Exception e) {
- System.out.println(e);
- }
-
- test("ofNullable", Optional.ofNullable("Value"));
- test("ofNullable", Optional.ofNullable(null));
- }
- }
程序执行的结果如下:

若试图通过of()传递null来创建Optional,就会抛出空指针异常。相比之下,ofNullable()显得更加安全。
若生成了一个Optional,有三种方法可以在最后再做一项处理:
但是,数值化的Optional上没有上述的这些操作。
filter()方法存在于普通的流中和在Optional中。但它们的行为并不相同,在普通的流中,若Predicate返回false,filter()会将元素从流中删除。而Optional中的filter()则会将其转换为empty。
【例子:filter()的用法】
- import java.util.Arrays;
- import java.util.function.Predicate;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class OptionalFilter {
- static String[] elements = {
- "Foo", "", "Bar", "Baz", "Bingo"
- };
-
- static Stream
testStream() { - return Arrays.stream(elements);
- }
-
- static void test(String descr, Predicate
pred) { - System.out.println(" ---( " + descr + " )---");
- for (int i = 0; i <= elements.length; i++) {
- System.out.println(
- testStream() // 注意:每次进入for循环,都会重新获取一个流
- .skip(i)
- .findFirst()
- .filter(pred)
- );
- }
- }
-
- public static void main(String[] args) {
- test("true", str -> true);
- test("false", str -> false);
- test("str != \"\"", str -> str != "");
- test("str.length() == 3", str -> str.length() == 3);
- test("startsWith(\"B\")", str -> str.startsWith("B"));
- }
- }
程序执行的结果是:

这次的程序虽然输出结果像一个流,但实际上每次进入for循环都会重新获取一个流。只是skip()操作会跳过元素,以至于结果看上去是一个流。
这次for循环语句的结束条件并不是i < elements.length,而是i <= elements.length。因此最后一个元素事实上会超出这个流,但超出的部分自动变为了一个Optional.empty。
Optional也有自己的map()。不同的是,只有当Optional不为empty时,map()才会应用其的映射函数。
若Optional不为空,则将其传递给函数时,map()会首先提取Optional中的对象。
【例子:Optional.map()的使用例】
- import java.util.Arrays;
- import java.util.function.Function;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class OptionalMap {
- static String[] elements = {"12", "", "23", "45"};
-
- static Stream
testStream() { - return Arrays.stream(elements);
- }
-
- static void test(String descr,
- Function
func) { - System.out.println(" ---( " + descr + " )---");
- for (int i = 0; i <= elements.length; i++) {
- System.out.println(
- testStream()
- .skip(i)
- .findFirst() // 生成一个Optional
- .map(func)
- );
- }
- }
-
- public static void main(String[] args) {
- test("加上括号", s -> "[" + s + "]");
-
- test("递增", s -> {
- try {
- return Integer.parseInt(s) + 1 + "";
- } catch (NumberFormatException e) {
- return s;
- }
- });
-
- test("替换", s -> s.replace("2", "9"));
-
- test("获取最后一位数字", s -> s.length() > 0 ?
- s.charAt(s.length() - 1) + "" : s);
- }
- }
程序执行的结果是:

在函数完成之后,map()会先把结果包在一个Optional中,然后返回。并且,Optional.empty在遇到map()时直接通过,并没有被更改。
Optional的flatMap()被应用于已经会生成Optional的映射函数,所以flatMap()并没有像map()一样进行包装的操作:
【例子:Optional.flatMap()的使用例】
- import java.util.Arrays;
- import java.util.Optional;
- import java.util.function.Function;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class OptionalFlatMap {
- static String[] elements = {"12", "", "23", "45"};
-
- static Stream
testStream() { - return Arrays.stream(elements);
- }
-
- static void test(String descr,
- Function
> func) { // Function的返回类型是Optional - System.out.println(" ---( " + descr + " )---");
- for (int i = 0; i <= elements.length; i++) {
- System.out.println(
- testStream()
- .skip(i)
- .findFirst()
- .flatMap(func)
- );
- }
- }
-
- public static void main(String[] args) {
- // 用Optional.of()将函数括起来
- test("加上括号", s -> Optional.of("[" + s + "]"));
-
- test("递增", s -> {
- try {
- return Optional.of(Integer.parseInt(s) + 1 + "");
- } catch (NumberFormatException e) {
- return Optional.of(s);
- }
- });
-
- test("替换", s -> Optional.of(s.replace("2", "9")));
-
- test("获取最后一位数字", s -> Optional.of(s.length() > 0 ?
- s.charAt(s.length() - 1) + "" : s));
- }
- }
程序执行的结果是:

flatMap()和map()唯一的区别在于,flatMap()不会将结果包在Optional中,这件事会交由映射函数来做。
Optional可以处理null值。所以若存在一个可能会生成null值的生成器,并且这个生成器创建了一个流,我们自然会想要将这些元素包含在Optional中。
【例子:由Optional组成的流】
- import java.util.Optional;
- import java.util.Random;
- import java.util.stream.Stream;
-
- public class Signal {
- private final String msg;
-
- public Signal(String msg) {
- this.msg = msg;
- }
-
- public String getMsg() {
- return msg;
- }
-
- @Override
- public String toString() {
- return "Signal(" + msg + ")";
- }
-
- static Random rand = new Random(47);
-
- public static Signal morse() {
- switch (rand.nextInt(4)) {
- case 1:
- return new Signal("dot");
- case 2:
- return new Signal("dash");
- default:
- return null;
- }
- }
-
- public static Stream
> stream() { - return Stream.generate(Signal::morse)
- .map(signal -> Optional.ofNullable(signal)); // 使用ofNullable将元素包入Optional中
- }
- }
当我们需要使用这个流的时候,我们需要考虑如何获取Optional中的对象:
【例子:从Optional的流中获取对象】
- import java.util.Optional;
-
- public class StreamOfOptionals {
- public static void main(String[] args) {
- Signal.stream()
- .limit(10)
- .forEach(System.out::println);
-
- System.out.println(" ---");
- Signal.stream()
- .limit(10)
- .filter(Optional::isPresent)
- .map(Optional::get)
- .forEach(System.out::println);
- }
- }
程序执行的结果如下:

从Optional的流中提取对象时,往往会遇到“没有值”的情况。这就需要我们针对不同的应用采取不同的方法。