【Java8新特性】Stream API有哪些中间操作？看完你也可以吊打面试官！！

写在前面

在上一篇《【Java8新特性】面试官问我：Java8中创建Stream流有哪几种方式？》中，一名读者去面试被面试官暴虐！归根结底，那哥儿们还是对Java8的新特性不是很了解呀！那么，我们继续讲述Java8的新特性，旨在最终可以让每位读者在跳槽面试的过程中吊打面试官！！

Stream的中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值” 。 Stream的中间操作是不会有任何结果数据输出的。

Stream的中间操作在整体上可以分为：筛选与切片、映射、排序。接下来，我们就分别对这些中间操作进行简要的说明。

筛选与切片

这里，我将与筛选和切片有关的操作整理成如下表格。

方法	描述
filter(Predicate p)	接收Lambda表达式，从流中排除某些元素
distinct()	筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
limit(long maxSize)	截断流，使其元素不超过给定数量
skip(long n)	跳过元素，返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个，则返回一个空流。与 limit(n) 互补

接下来，我们列举几个简单的示例，以便加深理解。

为了更好的测试程序，我先构造了一个对象数组，如下所示。

protected List<Employee> list = Arrays.asList(
    new Employee("张三", 18, 9999.99),
    new Employee("李四", 38, 5555.55),
    new Employee("王五", 60, 6666.66),
    new Employee("赵六", 8, 7777.77),
    new Employee("田七", 58, 3333.33)
);

其中，Employee类的定义如下所示。

@Data
@Builder
@ToString
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Employee implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -9079722457749166858L;
    private String name;
    private Integer age;
    private Double salary;
}

Employee类的定义比较简单，这里，我就不赘述了。之后的示例中，我们都是使用的Employee对象的集合进行操作。好了，我们开始具体的操作案例。

1.filter()方法

filter()方法主要是用于接收Lambda表达式，从流中排除某些元素，其在Stream接口中的源码如下所示。

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

可以看到，在filter()方法中，需要传递Predicate接口的对象，Predicate接口又是个什么鬼呢？点进去看下源码。

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
    default Predicate<T> and(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) && other.test(t);
    }
    default Predicate<T> negate() {
        return (t) -> !test(t);
    }
    default Predicate<T> or(Predicate<? super T> other) {
        Objects.requireNonNull(other);
        return (t) -> test(t) || other.test(t);
    }
    static <T> Predicate<T> isEqual(Object targetRef) {
        return (null == targetRef)
                ? Objects::isNull
                : object -> targetRef.equals(object);
    }
}

可以看到，Predicate是一个函数式接口，其中接口中定义的主要方法为test()方法，test()方法会接收一个泛型对象t，返回一个boolean类型的数据。

看到这里，相信大家明白了：filter()方法是根据Predicate接口的test()方法的返回结果来过滤数据的，如果test()方法的返回结果为true，符合规则；如果test()方法的返回结果为false，则不符合规则。

这里，我们可以使用下面的示例来简单的说明filter()方法的使用方式。

//内部迭代：在此过程中没有进行过迭代，由Stream api进行迭代
//中间操作：不会执行任何操作
Stream<Person> stream = list.stream().filter((e) -> {
    System.out.println("Stream API 中间操作");
    return e.getAge() > 30;
});

我们，在执行终止语句之后，一边迭代，一边打印，而我们并没有去迭代上面集合，其实这是内部迭代，由Stream API 完成。

下面我们来看看外部迭代，也就是我们人为得迭代。

//外部迭代
Iterator<Person> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    System.out.println(it.next());
}

2.limit()方法

主要作用为：截断流，使其元素不超过给定数量。

先来看limit方法的定义，如下所示。

Stream<T> limit(long maxSize);

limit()方法在Stream接口中的定义比较简单，只需要传入一个long类型的数字即可。

我们可以按照如下所示的代码来使用limit()方法。

//过滤之后取2个值
list.stream().filter((e) -> e.getAge() >30 ).limit(2).forEach(System.out :: println);

在这里，我们可以配合其他得中间操作，并截断流，使我们可以取得相应个数得元素。而且在上面计算中，只要发现有2条符合条件得元素，则不会继续往下迭代数据，可以提高效率。

3.skip()方法

跳过元素，返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个，则返回一个空流。与 limit(n) 互补。

源码定义如下所示。

Stream<T> skip(long n);

源码定义比较简单，同样只需要传入一个long类型的数字即可。其含义是跳过n个元素。

简单示例如下所示。

//跳过前2个值
list.stream().skip(2).forEach(System.out :: println);

4.distinct()方法

筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素。

源码定义如下所示。

Stream<T> distinct();

旨在对流中的元素进行去重。

我们可以如下面的方式来使用disinct()方法。

list.stream().distinct().forEach(System.out :: println);

这里有一个需要注意的地方：distinct 需要实体中重写hashCode（）和 equals（）方法才可以使用。

映射

关于映射相关的方法如下表所示。

方法	描述
map(Function f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。
mapToDouble(ToDoubleFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 DoubleStream。
mapToInt(ToIntFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 IntStream。
mapToLong(ToLongFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的 LongStream
flatMap(Function f)	接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流

1.map()方法

接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。

先来看Java8中Stream接口对于map()方法的声明，如下所示。

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

我们可以按照如下方式使用map()方法。

//将流中每一个元素都映射到map的函数中，每个元素执行这个函数，再返回
List<String> list = Arrays.asList("aaa", "bbb", "ccc", "ddd");
list.stream().map((e) -> e.toUpperCase()).forEach(System.out::printf);
//获取Person中的每一个人得名字name，再返回一个集合
List<String> names = this.list.stream().map(Person :: getName).collect(Collectors.toList());

2.flatMap()

接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流。

先来看Java8中Stream接口对于flatMap()方法的声明，如下所示。

<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper);

我们可以使用如下方式使用flatMap()方法，为了便于大家理解，这里，我就贴出了测试flatMap()方法的所有代码。

/**
     * flatMap —— 接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成一个流，然后把所有流连接成一个流
     */
    @Test
    public void testFlatMap () {
        StreamAPI_Test s = new StreamAPI_Test();
        List<String> list = Arrays.asList("aaa", "bbb", "ccc", "ddd");
        list.stream().flatMap((e) -> s.filterCharacter(e)).forEach(System.out::println);
        //如果使用map则需要这样写
        list.stream().map((e) -> s.filterCharacter(e)).forEach((e) -> {
            e.forEach(System.out::println);
        });
    }
    /**
     * 将一个字符串转换为流
     */
    public Stream<Character> filterCharacter(String str){
        List<Character> list = new ArrayList<>();
        for (Character ch : str.toCharArray()) {
            list.add(ch);
        }
        return list.stream();
    }

其实map方法就相当于Collaction的add方法，如果add的是个集合得话就会变成二维数组，而flatMap 的话就相当于Collaction的addAll方法，参数如果是集合得话，只是将2个集合合并，而不是变成二维数组。

排序

关于排序相关的方法如下表所示。

方法	描述
sorted()	产生一个新流，其中按自然顺序排序
sorted(Comparator comp)	产生一个新流，其中按比较器顺序排序

从上述表格可以看出：sorted有两种方法，一种是不传任何参数，叫自然排序，还有一种需要传Comparator 接口参数，叫做定制排序。

先来看Java8中Stream接口对于sorted()方法的声明，如下所示。

Stream<T> sorted();
Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator);

sorted()方法的定义比较简单，我就不再赘述了。

我们也可以按照如下方式来使用Stream的sorted()方法。

// 自然排序
List<Employee> persons = list.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
//定制排序
List<Employee> persons1 = list.stream().sorted((e1, e2) -> {
    if (e1.getAge() == e2.getAge()) {
        return 0;
    } else if (e1.getAge() > e2.getAge()) {
        return 1;
    } else {
        return -1;
    }
}).collect(Collectors.toList());

写在最后

如果觉得文章对你有点帮助，请微信搜索并关注「 冰河技术 」微信公众号，跟冰河学习Java8新特性。

最后，附上Java8新特性核心知识图，祝大家在学习Java8新特性时少走弯路。