Stream流

  在Java 8中,得益于Lambda所带来的函数式编程,引入了一个全新的Stream概念,用于解决已有集合类库既有的弊端

一、传统遍历

  1、传统集合的多步遍历代码

     几乎所有的集合(如 Collection 接口或 Map 接口等)都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,除了必需的添加、删除、获取外,最典型的就是集合遍历。

     例如:

 import java.util.ArrayList;
import java.util.List; public class DemoForEach {
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");
for (String name : list) {
System.out.println(name);
}
}
}

  2、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;

     Java8 之前的做法:

 import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class DemoNormalFilter {
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);
}
}
}

    这段代码中含有三个循环,每一个作用不同:

       ① 首先筛选出所有姓张的人;

       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。

  3、Stream 的更优写法

      使用Java8的Stream API,代码实现:

  import java.util.ArrayList;
import java.util.List; public class DemoStreamFilter {
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);
}

  直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。

二、流式思想概述

  整体来看,流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”。

  当需要对多个元素进行操作(特别是多步操作)的时候,考虑到性能及便利性,应该首先拼好一个“模型”步骤方案,然后再按照方案去执行它。
  

  这张图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作,这是一种集合元素的处理方案,而方案就是一种“函数模型”。

    图中的每一个方框都是一个“流”,调用指定的方法,可以从一个流模型转换为另一个流模型。而最右侧的数字3是最终结果。

   这里的 filter 、 map 、 skip 都是在对函数模型进行操作,集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法 count执行的时候,整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性 。

  注意:“Stream流”其实是一个集合元素的函数模型,它并不是集合,也不是数据结构,其本身并不存储任何元素(或其地址值)。

  Stream(流)是一个来自数据源的元素队列:

    • 元素是特定类型的对象,形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素,而是按需计算。
    • 数据源 流的来源。 可以是集合,数组 等。

  和以前的Collection操作不同, Stream操作还有两个基础的特征:

    •  Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道, 如同流式风格(fluentstyle)。 这样做可以对操作进行优化, 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
    • 内部迭代: 以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式, 显式的在集合外部进行迭代, 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式,流可以直接调用遍历方法。

   当使用一个流的时候,通常包括三个基本步骤:

    获取一个数据源(source)→ 数据转换→执行操作获取想要的结果,

  每次转换原有 Stream 对象不改变,返回一个新的 Stream 对象(可以有多次转换),这就允许对其操作可以像链条一样排列,变成一个管道。

三、获取流

  java.util.stream.Stream<T> 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

      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。

      Demo:

 import java.util .*;
import java.util.stream.Stream; public class DemoGetStream {
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();
}
}

  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:

     Demo:

 import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Stream; public class DemoGetStream {
public static void main(String[] args) {
Map<String, String> map = new HashMap<>();
// ...
Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
Stream<String> valueStream = map.values().stream();
Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
}
}

  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:

      Demo:

  import java.util.stream.Stream;

     public class DemoGetStream {
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);
}
}

  注意: of 方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。

四、常用方法

  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:

    •  延迟方法: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,其余方法均为延迟方法。)
    • 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 count 和 forEach 方法。

  1、逐一处理:forEach

    虽然方法名字叫 forEach ,但是与for循环中的“for-each”昵称不同。

void forEach(Consumer<? super T> action);

    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。

   Consumer 接口

java.util.function.Consumer<T>接口是一个消费型接口。
Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t),意为消费一个指定泛型的数据。

      基本使用:

 import java.util.stream.Stream;
  public class DemoStreamForEach {
  public static void main(String[] args) {
  Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
  stream.forEach(name‐> System.out.println(name));
    }
  }

  2、过滤:filter

    可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名:

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

    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。

    Predicate 接口:

boolean test(T t);

    该方法将会产生一个boolean值结果,代表指定的条件是否满足。如果结果为true,那么Stream流的 filter 方法将会留用元素;如果结果为false,那么 filter 方法将会舍弃元素。

    基本使用:

 import java.util.stream.Stream;
public class DemoStreamFilter {
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"));
}
}

    在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件:必须姓张

  3、映射:map

    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);

    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。

    Function 接口:

R apply(T t);

        这可以将一种T类型转换成为R类型,而这种转换的动作,就称为“映射”。

    基本使用:

 import java.util.stream.Stream;
public class DemoStreamMap {
    public static void main(String[] args) {
      Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
      Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str));
    }
  }

    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)。

  4、统计个数:count

    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();

    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:

 import java.util.stream.Stream;
  public class DemoStreamCount {
    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()); //
    }
  }

  5、取用前几个:limit

    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);

    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 DemoStreamLimit {
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()); //
    }
  }

  6、跳过前几个:skip

    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);

    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 DemoStreamSkip {
    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()); //
    }
  }

  7、组合:concat

    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)

    注意:这是一个静态方法,与 java.lang.String 当中的 concat 方法是不同的。

    基本使用:

 import java.util.stream.Stream;
    public class DemoStreamConcat {
      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);
      }
    }

五、案例

  题目:现在有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名, 依次进行以下若干操作步骤:

1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;存储到一个新集合中。
2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人;存储到一个新集合中。
3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名;存储到一个新集合中。
4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人;存储到一个新集合中。
5. 将两个队伍合并为一个队伍;存储到一个新集合中。
6. 根据姓名创建 Person 对象;存储到一个新集合中。
7. 打印整个队伍的Person对象信息。

  两个队伍(集合)的代码如下:

 import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class DemoArrayListNames {
public static void main(String[] args) {
//第一支队伍
ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
one.add("迪丽热巴");
one.add("宋远桥");
one.add("苏星河");
one.add("石破天");
one.add("石中玉");
one.add("老子");
one.add("庄子");
one.add("洪七公");
//第二支队伍
ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
two.add("古力娜扎");
two.add("张无忌");
two.add("赵丽颖");
two.add("张三丰");
two.add("尼古拉斯赵四");
two.add("张天爱");
two.add("张二狗");
// ....
}
}

  Person 类的代码为:

 public class Person {
private String name; public Person() {
} public Person(String name) {
this.name = name;
} @Override
public String toString() {
return "Person{name='" + name + "'}";
} public String getName() {
return name;
} public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}

  方式一:使用传统的for循环(或增强for循环)

  代码实现:

 public class DemoArrayListNames {
public static void main(String[] args) {
List<String> one = new ArrayList<>();
// ...
List<String> two = new ArrayList<>();
// ... // 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
List<String> oneA = new ArrayList<>();
for (String name : one) {
if (name.length() == 3) {
oneA.add(name);
}
} // 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
List<String> oneB = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
oneB.add(oneA.get(i));
} // 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
List<String> twoA = new ArrayList<>();
for (String name : two) {
if (name.startsWith("张")) {
twoA.add(name);
}
} // 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
List<String> twoB = new ArrayList<>();
for (int i = 2; i < twoA.size(); i++) {
twoB.add(twoA.get(i));
} // 将两个队伍合并为一个队伍;
List<String> totalNames = new ArrayList<>();
totalNames.addAll(oneB);
totalNames.addAll(twoB);
// 根据姓名创建Person对象;
List<Person> totalPersonList = new ArrayList<>();
for (String name : totalNames) {
totalPersonList.add(new Person(name));
}
// 打印整个队伍的Person对象信息。
for (Person person : totalPersonList) {
System.out.println(person);
}
}
}

  方式二:使用 Stream 流式处理方式。

  代码实现:

 import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;
public class DemoStreamNames {
public static void main(String[] args) {
List<String> one = new ArrayList<>();
// ...
List<String> two = new ArrayList<>();
// ...
// 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
// 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
Stream<String> streamOne = one.stream().filter(s->s.length() == 3).limit(3); // 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
// 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
Stream<String> streamTwo = two.stream().filter(s->s.startsWith("张")).skip(2); // 将两个队伍合并为一个队伍;
// 根据姓名创建Person对象;
// 打印整个队伍的Person对象信息。
Stream.concat(streamOne, streamTwo).map(Person::new).forEach(System.out::println);
}
}

Java 之 Stream 流的更多相关文章

  1. Java之Stream流

    Stream流的初步学习 初次学习Stream流的学习笔记,学习之前先了解一下函数式接口 概述 API是一个程序向使用者提供的一些方法,通过这些方法就能实现某些功能.所以对于流API来 说,重点是怎么 ...

  2. 简洁方便的集合处理——Java 8 stream流

    背景 java 8已经发行好几年了,前段时间java 12也已经问世,但平时的工作中,很多项目的环境还停留在java1.7中.而且java8的很多新特性都是革命性的,比如各种集合的优化.lambda表 ...

  3. Java的Stream流式操作

    前言 最近在实习,在公司看到前辈的一些代码,发现有很多值得我学习的地方,其中有一部分就是对集合使用Stream流式操作,觉得很优美且方便.所以学习一下Stream流,在这里记录一下. Stream是什 ...

  4. Java 8 Stream流编程学习

    本文是自己学习菜鸟教程中总结的笔记,用于快速找代码,完整的文档见菜鸟教程:Java 8 Stream Stream 使用一种类似用SQL语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对Java集合运算和表达 ...

  5. 【重学Java】Stream流

    Stream流 体验Stream流[理解] 案例需求 按照下面的要求完成集合的创建和遍历 创建一个集合,存储多个字符串元素 把集合中所有以"张"开头的元素存储到一个新的集合 把&q ...

  6. Java基础 | Stream流原理与用法总结

    Stream简化元素计算: 一.接口设计 从Java1.8开始提出了Stream流的概念,侧重对于源数据计算能力的封装,并且支持序列与并行两种操作方式:依旧先看核心接口的设计: BaseStream: ...

  7. Java中Stream流相关介绍

    什么是Stream? Stream是JDK8 API的新成员,它允许以声明性方式处理数据集合 特点 代码简洁: 函数式编程写出的代码简洁且意图明确,使用stream接口让你从此告别for循环 多核友好 ...

  8. Java的Stream流

    yi.控制台输入输出流, 1.读取控制台输入 Java的控制台输入由System.in完成.为了获得一个绑定到控制台的字符流,可以把System.in包装在一个BufferedReader对象中来创建 ...

  9. java使用stream流批量读取并合并文件,避免File相关类导致单文件过大造成的内存溢出。

    import java.io.BufferedReader; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.F ...

随机推荐

  1. Network Function Virtualization: Challenges and Opportunities for Innovations

    年份:2015 ABSTRACT 最近提出了网络功能虚拟化,以提高网络服务供应的灵活性并减少新服务的上市时间. 通过利用虚拟化技术和通用的商用可编程硬件(例如通用服务器,存储和交换机),NFV可以将网 ...

  2. 2019软工实践_Alpha(事后诸葛亮)

    组长博客 感谢组长 总结思考 设想和目标 我们的软件要解决什么问题?是否定义得很清楚?是否对典型用户和典型场景有清晰的描述? 弥补Powerpoint中模板转换存在的缺陷,完善PPT模板一键转换的功能 ...

  3. Redis的常用JavaAPI(Jedis)实现

    一.  pom依赖: <!-- https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis --><dependency> & ...

  4. TICK/TIGK运维栈安装运行【上】

    TICK/TIGK运运维metrics栈包括 InfuluxDB:为时间序列数据专门定制的高性能数据存储.TSM引擎允许高速接收和数据压缩.完全go语言编写.编译成一个单一的二进制,没有外部依赖.简单 ...

  5. jQuery跳出each循环:JS报错:illegal break statement

    今天在JS中运用jquery中each写一个简单的循环语句时,在执行跳出循环操作时,遇到JS报错:Uncaught SyntaxError: illegal break statement 非法的br ...

  6. 关于js.map以及css.map

    什么是source map文件. source map文件是js文件压缩后,文件的变量名替换对应.变量所在位置等元信息数据文件,一般这种文件和min.js主文件放在同一个目录下. 比如压缩后原变量是m ...

  7. 三层架构BLL+DAL+Model & MVC & MVVM

    三层架构 - 国内版 Binghttps://cn.bing.com/search?FORM=U227DF&PC=U227&q=%E4%B8%89%E5%B1%82%E6%9E%B6% ...

  8. IDEA 加载maven工程时

    IDEA首次加载maven文件时,会无法编译,需要更新maven版本才行. 此处选择“add as maven project”. 然后点击maven对话框中的同步按钮,若仍无法更新,需要删除原有配置 ...

  9. PAT 甲级 1076 Forwards on Weibo (30分)(bfs较简单)

    1076 Forwards on Weibo (30分)   Weibo is known as the Chinese version of Twitter. One user on Weibo m ...

  10. 如何杀死处于进程状态D的进程

    D状态的就是 uninterruptible sleep ,此时进程不能被信号唤醒,GDB等调试工具也不能对它调试,因为GDB也是用到了信号,也杀不死它 D状态的形成 如何分析D状态 cat /pro ...