java 8 stream()

2018-01-13 11:14:15来源:oschina作者:Clover286人点击

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1. 流的基本概念
1.1 什么是流?

流是Java8引入的全新概念,它用来处理集合中的数据,暂且可以把它理解为一种高级集合。


众所周知,集合操作非常麻烦,若要对集合进行筛选、投影,需要写大量的代码,而流是以声明的形式操作集合,它就像SQL语句,我们只需告诉流需要对集合进行什么操作,它就会自动进行操作,并将执行结果交给你,无需我们自己手写代码。


因此,流的集合操作对我们来说是透明的,我们只需向流下达命令,它就会自动把我们想要的结果给我们。由于操作过程完全由Java处理,因此它可以根据当前硬件环境选择最优的方法处理,我们也无需编写复杂又容易出错的多线程代码了。


1.2 流的特点

1.只能遍历一次 我们可以把流想象成一条流水线,流水线的源头是我们的数据源(一个集合),数据源中的元素依次被输送到流水线上,我们可以在流水线上对元素进行各种操作。一旦元素走到了流水线的另一头,那么这些元素就被“消费掉了”,我们无法再对这个流进行操作。当然,我们可以从数据源那里再获得一个新的流重新遍历一遍。


2.采用内部迭代方式 若要对集合进行处理,则需我们手写处理代码,这就叫做外部迭代。而要对流进行处理,我们只需告诉流我们需要什么结果,处理过程由流自行完成,这就称为内部迭代。


1.3 流的操作种类

流的操作分为两种,分别为中间操作 和 终端操作。


1.中间操作 当数据源中的数据上了流水线后,这个过程对数据进行的所有操作都称为“中间操作”。 中间操作仍然会返回一个流对象,因此多个中间操作可以串连起来形成一个流水线。


2.终端操作 当所有的中间操作完成后,若要将数据从流水线上拿下来,则需要执行终端操作。 终端操作将返回一个执行结果,这就是你想要的数据。


1.4 流的操作过程

使用流一共需要三步:


1.准备一个数据源


2.执行中间操作 中间操作可以有多个,它们可以串连起来形成流水线。


3.执行终端操作 执行终端操作后本次流结束,你将获得一个执行结果。


2. 流的使用
2.1 获取流

在使用流之前,首先需要拥有一个数据源,并通过StreamAPI提供的一些方法获取该数据源的流对象。数据源可以有多种形式:


1.集合 这种数据源较为常用,通过stream()方法即可获取流对象:


List list= newArrayList();
Stream stream = list.stream();

1.数组 通过Arrays类提供的静态函数stream()获取数组的流对象:


String[] names = {"chaimm","peter","john"};
Stream stream = Arrays.stream(names);

1.值 直接将几个值变成流对象:


Stream stream = Stream.of("chaimm","peter","john");

1.文件


try(Stream lines = Files.lines(Paths.get(“文件路径名”),Charset.defaultCharset())){
//可对lines做一些操作
}catch(IOException e){
}

PS:Java7简化了IO操作,把打开IO操作放在try后的括号中即可省略关闭IO的代码。


2.2 筛选filter

filter函数接收一个Lambda表达式作为参数,该表达式返回boolean,在执行过程中,流将元素逐一输送给filter,并筛选出执行结果为true的元素。 如,筛选出所有学生:


List result = list.stream()
.filter(Person::isStudent)
.collect(toList());
2.3 去重distinct

去掉重复的结果:


List result = list.stream()
.distinct()
.collect(toList());
2.4 截取

截取流的前N个元素:


List result = list.stream()
.limit(3)
.collect(toList());
2.5 跳过

跳过流的前n个元素:


List result = list.stream()
.skip(3)
.collect(toList());
2.6 映射

对流中的每个元素执行一个函数,使得元素转换成另一种类型输出。流会将每一个元素输送给map函数,并执行map中的Lambda表达式,最后将执行结果存入一个新的流中。 如,获取每个人的姓名(实则是将Perosn类型转换成String类型):


Listresult =list.stream()
.map(Person::getName)
.collect(toList());
2.7 合并多个流

例:列出List中各不相同的单词,List集合如下:


Listlist=newArrayList();list.add("I am a boy");list.add("I love the girl");list.add("But the girl loves another girl");

思路如下:


·首先将list变成流:


list.stream();

·按空格分词:


list.stream()
.map(line->line.split(" "));

分完词之后,每个元素变成了一个String[]数组。


·将每个String[]变成流:


list.stream()
.map(line->line.split(" "))
.map(Arrays::stream)

此时一个大流里面包含了一个个小流,我们需要将这些小流合并成一个流。


·将小流合并成一个大流: 用flatmap替换刚才的map


list.stream()
.map(line->line.split(" "))
.flatmap(Arrays::stream)

·去重


list.stream()
.map(line->line.split(" "))
.flatmap(Arrays::stream)
.distinct()
.collect(toList());
2.8 是否匹配任一元素:anyMatch

anyMatch用于判断流中是否存在至少一个元素满足指定的条件,这个判断条件通过Lambda表达式传递给anyMatch,执行结果为boolean类型。 如,判断list中是否有学生:


booleanresult= list.stream()
.anyMatch(Person::isStudent);
2.9 是否匹配所有元素:allMatch

allMatch用于判断流中的所有元素是否都满足指定条件,这个判断条件通过Lambda表达式传递给anyMatch,执行结果为boolean类型。 如,判断是否所有人都是学生:


booleanresult= list.stream()
.allMatch(Person::isStudent);
2.10 是否未匹配所有元素:noneMatch

noneMatch与allMatch恰恰相反,它用于判断流中的所有元素是否都不满足指定条件:


booleanresult= list.stream()
.noneMatch(Person::isStudent);
2.11 获取任一元素findAny

findAny能够从流中随便选一个元素出来,它返回一个Optional类型的元素。


Optional person = list.stream()
.findAny();
Optional介绍

Optional是Java8新加入的一个容器,这个容器只存1个或0个元素,它用于防止出现NullpointException,它提供如下方法:


·isPresent()

判断容器中是否有值。


·ifPresent(Consume lambda)

容器若不为空则执行括号中的Lambda表达式。


·T get()

获取容器中的元素,若容器为空则抛出NoSuchElement异常。


·T orElse(T other)

获取容器中的元素,若容器为空则返回括号中的默认值。


2.12 获取第一个元素findFirst
Optional person = list.stream()
.findFirst();
2.13 归约

归约是将集合中的所有元素经过指定运算,折叠成一个元素输出,如:求最值、平均数等,这些操作都是将一个集合的元素折叠成一个元素输出。


在流中,reduce函数能实现归约。 reduce函数接收两个参数:


·初始值


·进行归约操作的Lambda表达式


2.13.1 元素求和:自定义Lambda表达式实现求和

例:计算所有人的年龄总和


int age = list.stream().reduce(0, (person1,person2)->person1.getAge()+person2.getAge());

reduce的第一个参数表示初试值为0; reduce的第二个参数为需要进行的归约操作,它接收一个拥有两个参数的Lambda表达式,reduce会把流中的元素两两输给Lambda表达式,最后将计算出累加之和。


2.13.2 元素求和:使用Integer.sum函数求和

上面的方法中我们自己定义了Lambda表达式实现求和运算,如果当前流的元素为数值类型,那么可以使用Integer提供了sum函数代替自定义的Lambda表达式,如:


int age =list.stream().reduce(0, Integer::sum);

Integer类还提供了min、max等一系列数值操作,当流中元素为数值类型时可以直接使用。


2.14 数值流的使用

采用reduce进行数值操作会涉及到基本数值类型和引用数值类型之间的装箱、拆箱操作,因此效率较低。 当流操作为纯数值操作时,使用数值流能获得较高的效率。


2.14.1 将普通流转换成数值流

StreamAPI提供了三种数值流:IntStream、DoubleStream、LongStream,也提供了将普通流转换成数值流的三种方法:mapToInt、mapToDouble、mapToLong。 如,将Person中的age转换成数值流:


IntStream stream = list.stream()
.mapToInt(Person::getAge);
2.14.2 数值计算

每种数值流都提供了数值计算函数,如max、min、sum等。 如,找出最大的年龄:


OptionalInt maxAge = list.stream()
.mapToInt(Person::getAge)
.max();

由于数值流可能为空,并且给空的数值流计算最大值是没有意义的,因此max函数返回OptionalInt,它是Optional的一个子类,能够判断流是否为空,并对流为空的情况作相应的处理。 此外,mapToInt、mapToDouble、mapToLong进行数值操作后的返回结果分别为:OptionalInt、OptionalDouble、OptionalLong


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