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JAVA 8 Streams详解编程语言

• 编程笔记

什么是Stream

首先要说的是，不要被它的名称骗了，这里的Stream跟JAVA I/O中的InputStream和OutputStream是两个不同的概念。Java 8中的Stream其实是函数式编程里Monad的概念，关于Monad，感觉还是比较抽象，不好理解，可以参考这篇文章，个人觉得还是比较好看懂的，简单说，Monad就是一种设计模式，表示将一个运算过程，通过函数拆解成互相连接的多个步骤，有点链式操作的感觉。

如下，是一个Stream的例子

import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
 
public class Snippet 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<String> myList = Arrays.asList("a1", "a2", "b1", "c2", "c1"); 
 
        myList 
            .stream() 
            .filter(s -> s.startsWith("c"))       //过滤以c字母开头 
            .map(String::toUpperCase)        //字符变成大写 
            .sorted()                                     //排序 
            .forEach(System.out::println);    //打印输出 
    } 
}

使用Stream的好处

  • 对JAVA集合（Collection）对象功能的增强，方便对集合进行各类操作（过滤、求最大值、最小值、统计等）；
  • 更加高效，提供串行和并行两种模式，并行模式利用了Java中的fork/join框架技术，能充分利用多核处理器，提高程序并发性；

Stream的特征

  • 不是一个数据结构
  • 为lambda表达式设计
  • 不支持索引访问
  • 很方便的作为数组或集合输出
  • 支持惰性访问
  • 并行计算

如何得到Stream对象

从 Collection 和数组

  • Collection.stream()
  • Collection.parallelStream()
  • Arrays.stream(T array) or Stream.of()

从 BufferedReader

  • java.io.BufferedReader.lines()

静态工厂

  • java.util.stream.IntStream.range()
  • java.nio.file.Files.walk()

自己创建

  • java.util.Spliterator

其它

  • Random.ints()
  • BitSet.stream()
  • Pattern.splitAsStream(java.lang.CharSequence)
  • JarFile.stream()
  • 。。。

Stream的操作类型

Stream有两种类型的操作：Intermediate操作和Terminal操作。

Intermediate（中间操作）

Stream可以进行多次的Intermediate操作，如前面开头的那个例子，其中filter、map、sorted都是Intermediate操作，注意该操作是惰性化的，当调用到该方法的时候，并没有真正开始Stream的遍历。

Terminal（结束操作）

一个Stream只有一个Terminal操作，如前面开头的那个例子，其中forEach就是Terminal操作，Terminal操作是Stream的最后一个操作，这时候才会开始Stream的遍历。

Stream使用示例

 Stream的创建

使用Stream.of

import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9); 
        stream.forEach(p -> System.out.println(p)); 
    } 
}

使用Arrays.stream

import java.util.Arrays; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        Stream<Integer> stream = Arrays.stream(new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}); 
        stream.forEach(p -> System.out.println(p)); 
    } 
}

使用Collection.stream() or Collection.parallelStream()

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<Integer> list =  
            new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 })); 
         
        Stream<Integer> stream = list.stream();    //or list.parallelStream(); 
        stream.forEach(p -> System.out.println(p)); 
    } 
}

使用IntStream.range

import java.util.stream.IntStream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        IntStream stream = IntStream.range(1, 9); 
        stream.forEach(p -> System.out.println(p)); 
    } 
}

使用Random.ints()

import java.util.Random; 
import java.util.stream.IntStream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        IntStream stream = new Random().ints(1, 10); 
        stream.forEach(p -> System.out.println(p)); 
    } 
}

使用Stream.generate()

import java.util.concurrent.TimeUnit; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    static int i = 0; 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        Stream<Integer> stream = Stream.generate(() -> { 
            try 
            { 
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1); 
            } 
            catch (InterruptedException e) 
            { 
                e.printStackTrace(); 
            } 
            return i++; 
        }); 
        stream.forEach(p -> System.out.println(p)); 
    } 
}

其它还有很多，这里暂不一一列出。

Stream类型转集合/数组类型

使用stream.collect(Collectors.toList())

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Collectors; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<Integer> list =  
            new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 })); 
         
        Stream<Integer> stream = list.stream(); 
         
        List<Integer> evenNumbersList = stream.filter(i -> i % 2 == 0).collect(Collectors.toList()); 
         
        System.out.print(evenNumbersList); 
    } 
}

使用stream.toArray(EntryType[]::new)

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<Integer> list =  
            new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 })); 
         
        Stream<Integer> stream = list.stream(); 
         
        Integer[] evenNumbersArr = stream.filter(i -> i % 2 == 0).toArray(Integer[]::new); 
         
        System.out.print(Arrays.asList(evenNumbersArr)); 
    } 
}

其它转为set，map的类似，不一一列出。

Stream核心操作方法

 Intermediate（中间操作），这里只列出常见的几个

filter方法，过滤元素

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{  
                    "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",  
                    "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"})); 
         
        Stream<String> stream = list.stream(); 
         
        stream.filter((s) -> s.startsWith("A")).forEach(System.out::println); 
    } 
}

map方法，修改元素

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{  
                    "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",  
                    "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"})); 
         
        Stream<String> stream = list.stream(); 
         
        stream.filter((s) -> s.startsWith("A")).map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println); 
    } 
}

sorted方法，排序，可以传入自定义排序接口Comparator，

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{  
                    "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",  
                    "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"})); 
         
        Stream<String> stream = list.stream(); 
         
        stream.sorted().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println); 
    } 
}

Terminal（结束操作），这里只列出常见的几个

这里的例与前面的类似，就不写出全部代码了，列出重要部分。

forEach方法，迭代元素，并执行相关操作

       stream.sorted().map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println);

collect方法，从Stream中得到集合

        List<String> memNamesInUppercase = stream.sorted().map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList()); 
 
        System.out.print(memNamesInUppercase);

Match方法，匹配判断Stream中的元素是否符合指定规则

        boolean matchedResult = list.stream().anyMatch((s) -> s.startsWith("A")); 
 
        System.out.println(matchedResult); 
 
        matchedResult = list.stream().allMatch((s) -> s.startsWith("A")); 
 
        System.out.println(matchedResult); 
 
        matchedResult = list.stream().noneMatch((s) -> s.startsWith("A")); 
 
        System.out.println(matchedResult);

count方法，计数

        long totalMatched = list.stream().filter((s) -> s.startsWith("A")).count(); 
 
        System.out.println(totalMatched);

reduce方法，元素组合操作，常用于字符串拼接、数值的 sum、min、max、average

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.Optional; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<String> list = new ArrayList<String>(Arrays.asList(new String[]{  
                    "Amitabh", "Shekhar", "Aman", "Rahul",  
                    "Shahrukh", "Salman", "Yana", "Lokesh"})); 
         
        Optional<String> reduced = list.stream().reduce((s1, s2) -> s1 + "#" + s2); 
 
        reduced.ifPresent(System.out::println); 
         
        //打印结果：Amitabh#Shekhar#Aman#Rahul#Shahrukh#Salman#Yana#Lokesh 
    } 
}

Stream短路操作

所谓的短路操作。指的是如果符合要求的话，就不继续执行接下来的操作，类似于&&和||操作，

在Stream中，类似的有anyMatch()和findFirst()方法，

anyMatch()，返回布尔值，只要找到一个匹配的元素，就停止接下来的元素遍历；

        boolean matched = list.stream().anyMatch((s) -> s.startsWith("A")); 
 
        System.out.println(matched); 
 
        // Output: true

findFirst()，返回元素，同样，只返回第一个元素，不会全部遍历；

        String firstMatchedName = list.stream().filter((s) -> s.startsWith("L")).findFirst().get(); 
 
        System.out.println(firstMatchedName); 
 
        // Output: Lokesh

并发parallelStream

Java 7引入了Fork/Join并行计算框架，能让我们以并行方式来拆分任务和加速处理过程。通常编写并行代码很难而且容易出错, 但使用 Stream API 无需编写一行多线程的代码，就可以很方便地写出高性能的并发程序。

如下示例：

import java.util.ArrayList; 
import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
import java.util.stream.Stream; 
 
public class StreamBuilders 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        List<Integer> list = 
            new ArrayList<Integer>(Arrays.asList(new Integer[]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 })); 
         
        // Here creating a parallel stream 
        Stream<Integer> stream = list.parallelStream(); 
        Integer[] evenNumbersArr = stream.filter(i -> i % 2 == 0).toArray(Integer[]::new); 
        System.out.print(Arrays.asList(evenNumbersArr)); 
    } 
}

使用Stream与不用Stream对比

下面给出一个使用Stream与不使用Stream示例，用于统计字符长度为3的字符串个数。

import java.util.Arrays; 
import java.util.List; 
 
public class Java8Tester { 
   public static void main(String args[]){ 
 
      List<String> strings = Arrays.asList("abc", "111", "bc", "efg", "12584","", "1254"); 
 
      //使用Java 7, 统计字符长度为3的字符串个数 
      long count = 0; 
      for(String string: strings){ 
         
         if(string.length() == 3){ 
            count++; 
         } 
      } 
      System.out.println("using java7:Strings of length 3: " + count); 
         
      
      //使用Java 8的stream, 统计字符长度为3的字符串个数 
      count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count(); 
      System.out.println("using java8:Strings of length 3: " + count); 
         
   } 
}

原创文章，作者：ItWorker，如若转载，请注明出处：https://blog.ytso.com/16365.html

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上一篇 2021年7月19日
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