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最详细的JDK8新特性————Stream流

分类: 文章 • 2023-11-06 22:21:04

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。


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：

public class Demo10ForEach {
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);
}
}
}

这是一段非常简单的集合遍历操作：对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。
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：
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。
public class Demo11NormalFilter {
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);
}
}
}

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。
那，Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢？


Stream的更优写法


下面来看一下借助Java 8的Stream API，什么才叫优雅：

public class Demo12StreamFilter {
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(s -> System.out.println(s));
}
}

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。

最详细的JDK8新特性————Stream流

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。
备注：“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）。


 获取流方式：

 

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。


方式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。

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();
}

方式2: 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 Demo14GetStream {
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);
}
}

备注： of 方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。

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：


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。
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。）

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。
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：

void forEach(Consumer<? 1 super T> action);
import java.util.stream.Stream;
public class Demo15StreamForEach {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> stream = Stream.of("大娃","二娃","三娃","四娃","五娃","六娃","七
娃","爷爷","蛇精","蝎子精");
//Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
stream.forEach((String str)->{System.out.println(str);});
}
}

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：
该接口接收一个Predicate 函数式接口参数（可以是一个Lambda）作为筛选条件。
基本使用
Stream流中的filter 方法基本使用的代码如：

public class Demo16StreamFilter {
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((String s) -> {return
s.startsWith("张");});
}
}

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：

public class Demo17StreamCount {
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
}
}

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：
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 Demo18StreamLimit {
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


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：
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 Demo19StreamSkip {
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
}
}


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 ：
备注：这是一个静态方法，与java.lang.String 当中的concat 方法是不同的。
该方法的基本使用代码如：
Stream<T> limit(long maxSize):获取Stream流对象中的前1 n个元素,返回一个新的Stream流对象

public class Demo20StreamConcat {
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);
}
}

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。

<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。

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(str‐>Integer.parseInt(str));
}
}

 

 

 

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