• 【Java编程】14_java8新特性之Steam


    一、什么是Stream?传统集合遍历循环存在哪些弊端?

    Stream的到来,也得益于lambda表达式带来函数式编程,用于解决集合类库既有的弊端。

    Stream是一种流式思想,类似于工厂的流水线。工厂的流水线,我们可以在不同的关口设置筛选、检查等,那么这里的Stream也可以类似的理解。
    在这里插入图片描述
    循环遍历的弊端:

    Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么(What),而不是怎么做(How),这点此前已经结合内部类进行了对比说明。现在,我们仔细体会一下上例代码,可以发现:

    • for循环的语法就是“怎么做”

    • for循环的循环体才是“做什么”

    为什么使用循环?因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗?遍历是指每一个元素逐一进行处理,**而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。**前者是目的,后者是方式。

    试想一下,如果希望对集合中的元素进行筛选过滤:

    1. 将集合A根据条件一过滤为子集B;

    2. 然后再根据条件二过滤为子集C。

    那怎么办?在Java 8之前的做法可能为:

    public class Demo02NormalFilter {
    
              public static void main(String[] args) {
    
                  List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("张无忌");
            list.add("周芷若");
            list.add("赵敏");
            list.add("张强");
            list.add("张三丰");
            
            List<String> zhangList = new ArrayList<>();
    
            for (String name : list) {
                if (name.startsWith("张")) {
                          zhangList.add(name);
                }
            }
    
            List<String> shortList = new ArrayList<>();
    
            for (String name : zhangList) {
                if (name.length() == 3) {
                          shortList.add(name);
                }
            }
    
            for (String name : shortList) {
                      System.out.println(name);
            }
        }
    }
    
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    这段代码中含有三个循环,每一个作用不同:

    1. 首先筛选所有姓张的人;

    2. 然后筛选名字有三个字的人;

    3. 最后进行对结果进行打印输出。

    每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么?不是。循环是做事情的方式,而不是目的。另一方面,使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历,只能再使用另一个循环从头开始。

    二、Stream提供更优的写法

    接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义:获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历,我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。

    public class Demo03StreamFilter {
    
        public static void main(String[] args) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            list.add("张无忌");
            list.add("周芷若");
            list.add("赵敏");
            list.add("张强");
            list.add("张三丰");
    
            list.stream()
                .filter(s -> s.startsWith("张"))
                .filter(s -> s.length() == 3)
                .forEach(System.out::println);
        }
    }
    
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    三、获取流的方式

    java.util.stream.Stream是Java 8新加入的最常用的流接口。(这并不是一个函数式接口。)

    获取一个流非常简单,有以下几种常用的方式:

    • 所有的Collection集合都可以通过stream默认方法获取流;

    • Stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流。

    1、根据Collection获取流

    首先,java.util.Collection接口中加入了default方法stream用来获取流,所以其所有实现类均可获取流。

    import java.util.*;
    
    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo04GetStream {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            List<String> list = new ArrayList<>();
            // ...
            Stream<String> stream1 = list.stream();
    	
    		/***********************************************/
          
            Set<String> set = new HashSet<>();
            // ...
            Stream<String> stream2 = set.stream();
    		
    		/***********************************************/
          
            Vector<String> vector = new Vector<>();
            // ...
            Stream<String> stream3 = vector.stream();
    
        }
    
    }
    
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    2、根据Map获取流

    java.util.Map接口不是Collection的子接口,且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征,所以获取对应的流需要分key、value或entry等情况。

    import java.util.HashMap;
    
    import java.util.Map;
    
    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo05GetStream {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Map<String, String> map = new HashMap<>();
    
            // ...
    		//获取所有的key集合
            Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
    		//获取所有的value集合
            Stream<String> valueStream = map.values().stream();
    		获取所有的key-value集合
            Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
    
        }
    
    }
    
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    3、根据数组获取流

    如果使用的不是集合或映射而是数组,由于数组对象不可能添加默认方法,所以Stream接口中提供了静态方法of,使用很简单:

    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo06GetStream {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" };
    
            Stream<String> stream = Stream.of(array);
    
        }
    
    }
    
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    四、Stream操作常用的方法

    流模型的操作很丰富,这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种:

    • 终结方法:返回值类型不再是Stream接口自身类型的方法,因此不再支持类似StringBuilder那样的链式调用。本小节中,终结方法包括countforEach方法。

    • 非终结方法:返回值类型仍然是Stream接口自身类型的方法,因此支持链式调用。(除了终结方法外,其余方法均为非终结方法。)

    常用方法如下(本小节之外的更多方法,请自行参考API文档。):

    方法名方法作用方法种类是否支持链式调用
    count统计个数终结
    forEach逐一处理终结
    filter过滤函数拼接
    limit取用前几个函数拼接
    skip跳过前几个函数拼接
    map映射函数拼接
    concat组合函数拼接

    1、forEach : 逐一处理

    虽然方法名字叫forEach,但是与for循环中的“for-each”昵称不同,该方法并不保证元素的逐一消费动作在流中是被有序执行的

    void forEach(Consumer<? super T> action);
    
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    该方法接收一个Consumer接口函数,会将每一个流元素交给该函数进行处理。例如:

    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo12StreamForEach {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
            stream.forEach(s->System.out.println(s));
    
        }
    
    }
    
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    2、count:统计个数

    正如旧集合Collection当中的size方法一样,流提供count方法来数一数其中的元素个数:

    long count();
    
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    该方法返回一个long值代表元素个数(不再像旧集合那样是int值)。基本使用:

    public class Demo09StreamCount {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
            Stream<String> result = original.filter(s -> s.startsWith("张"));
    
            System.out.println(result.count()); // 2
    
        }
    
    }
    
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    3、filter:过滤

    可以通过filter方法将一个流转换成另一个子集流。方法声明:

    Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
    
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    该接口接收一个Predicate函数式接口参数(可以是一个Lambda或方法引用)作为筛选条件。

    Stream流中的filter方法基本使用的代码如:

    public class Demo07StreamFilter {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
            Stream<String> result = original.filter(s -> s.startsWith("张"));
    
        }
    
    }
    
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    在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件:必须姓张。

    4、limit:取用前几个

    limit方法可以对流进行截取,只取用前n个。方法签名:

    Stream<T> limit(long maxSize);
    
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    参数是一个long型,如果集合当前长度大于参数则进行截取;否则不进行操作。基本使用:

    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo10StreamLimit {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
            Stream<String> result = original.limit(2);
    
            System.out.println(result.count()); // 2
    
        }
    
    }
    
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    5、skip:跳过前几个

    如果希望跳过前几个元素,可以使用skip方法获取一个截取之后的新流:

    Stream<T> skip(long n);
    
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    如果流的当前长度大于n,则跳过前n个;否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用:

    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo11StreamSkip {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    
            Stream<String> result = original.skip(2);
    
            System.out.println(result.count()); // 1
    
        }
    
    }
    
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    6、map:映射

    如果需要将流中的元素映射到另一个流中,可以使用map方法。方法签名:

    <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
    
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    该接口需要一个Function函数式接口参数,可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo08StreamMap {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
    
            Stream<Integer> result = original.map(s->Integer.parseInt(s));
    
        }
    
    }
    
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    这段代码中,map方法的参数通过方法引用,将字符串类型转换成为了int类型(并自动装箱为Integer类对象)。

    7、concat:组合

    如果有两个流,希望合并成为一个流,那么可以使用Stream接口的静态方法concat

    static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
    
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    这是一个静态方法,与java.lang.String当中的concat方法是不同的。

    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo12StreamConcat {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌");
    
            Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山");
    
            Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
    
        }
    
    }
    
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    五、收集Stream结果

    对流操作完成之后,如果需要将其结果进行收集,例如获取对应的集合、数组等,如何操作?

    1、收集到集合中

    Stream流提供collect方法,其参数需要一个java.util.stream.Collector<T,A, R>接口对象来指定收集到哪种集合中。幸运的是,java.util.stream.Collectors类提供一些方法,可以作为Collector接口的实例:

    public static <T> Collector<T, ?, List<T>> toList():转换为List集合。
    public static <T> Collector<T, ?, Set<T>> toSet():转换为Set集合。
    
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    下面是这两个方法的基本使用代码:

    import java.util.List;
    import java.util.Set;
    import java.util.stream.Collectors;
    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo15StreamCollect {
        public static void main(String[] args) {
            Stream<String> stream = Stream.of("10", "20", "30", "40", "50");
            List<String> list = stream.collect(Collectors.toList());
            Set<String> set = stream.collect(Collectors.toSet());
        }
    }
    
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    2、收集到数组中

    Stream提供toArray方法来将结果放到一个数组中,由于泛型擦除的原因,返回值类型是Object[]的:

    Object[] toArray();
    
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    其使用场景如:

    import java.util.stream.Stream;
    
    public class Demo16StreamArray {
        public static void main(String[] args) {
            Stream<String> stream = Stream.of("10", "20", "30", "40", "50");
            Object[] objArray = stream.toArray();
        }
    }
    
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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_43647307/article/details/125436146