JAVA——JDK8特性Stream API特性
目录
Stream API说明
为什么要使用Stream API
Stream到底是什么呢？
Stream 的操作三个步骤
创建Stream的四种方式 （代码）
Stream 的中间操作
1.筛选与切片
2.映射
3.排序
Stream的终止操作
1.匹配与查找
2.归约
3.收集
Optional类
Stream API说明
- Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式；另外一个则是 Stream API。
- Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这是目前为止对Java类库最好的补充，因为Stream API可以极大提供Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。
- Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。 使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简言之，Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。
为什么要使用Stream API
- 实际开发中，项目中多数数据源都来自于Mysql，Oracle等。但现在数据源可以更多了，有MongDB，Radis等，而这些NoSQL的数据就需要Java层面去处理。
- Stream 和 Collection 集合的区别：Collection 是一种静态的内存数据结构，而 Stream 是有关计算的。前者是主要面向内存，存储在内存中，后者主要是面向 CPU，通过 CPU 实现计算。
Stream到底是什么呢？
是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。“集合讲的是数据，Stream讲的是计算！”
注意：
①Stream 自己不会存储元素。
②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
③Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。
Stream 的操作三个步骤
1- 创建 Stream
一个数据源（如：集合、数组），获取一个流
2- 中间操作
一个中间操作链，对数据源的数据进行处理
3- 终止操作(终端操作)
一旦执行终止操作，就执行中间操作链，（只有执行终止操作，才会执行中间链操作）并产生结果。之后，不会再被使用
创建Stream的四种方式 （代码）
package com.atguigu.java3;
import com.atguigu.java2.Employee;
import com.atguigu.java2.EmployeeData;
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.Stream;
/**
* 1. Stream关注的是对数据的运算，与CPU打交道
* 集合关注的是数据的存储，与内存打交道
*
* 2.
* ①Stream 自己不会存储元素。
* ②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
* ③Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行
*
* 3.Stream 执行流程
* ① Stream的实例化
* ② 一系列的中间操作（过滤、映射、...)
* ③ 终止操作
*
* 4.说明：
* 4.1 一个中间操作链，对数据源的数据进行处理
* 4.2 一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用
*
*
* 测试Stream的实例化
*
* @author shkstart
* @create 2019 下午 4:25
*/
public class StreamAPITest {
//创建 Stream方式一：通过集合
@Test
public void test1(){
List employees = EmployeeData.getEmployees();
// default Stream stream() : 返回一个顺序流
Stream stream = employees.stream();
// default Stream parallelStream() : 返回一个并行流
Stream parallelStream = employees.parallelStream();
}
//创建 Stream方式二：通过数组
@Test
public void test2(){
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};
//调用Arrays类的static Stream stream(T[] array): 返回一个流
IntStream stream = Arrays.stream(arr);
Employee e1 = new Employee(1001,"Tom");
Employee e2 = new Employee(1002,"Jerry");
Employee[] arr1 = new Employee[]{e1,e2};
Stream stream1 = Arrays.stream(arr1);
}
//创建 Stream方式三：通过Stream的of()
@Test
public void test3(){
Stream stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
}
//创建 Stream方式四：创建无限流
@Test
public void test4(){
// 迭代
// public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f)
//遍历前10个偶数
Stream.iterate(0, t -> t + 2).limit(10).forEach(System.out::println);
// 生成
// public static Stream generate(Supplier s)
Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
}
} 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”。
1.筛选与切片
| 方 法 |
描 述 |
| filter(Predicate p) |
接收 Lambda ， 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 |
2.映射
|
3.排序
| 方法 |
描述 |
|
sorted() |
产生一个新流，其中按自然顺序排序 |
|
sorted(Comparator com) |
产生一个新流，其中按比较器顺序排序 |
package com.atguigu.java3;
import com.atguigu.java2.Employee;
import com.atguigu.java2.EmployeeData;
import org.junit.Test;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;
/**
* 测试Stream的中间操作
*
* @author shkstart
* @create 2019 下午 4:42
*/
public class StreamAPITest1 {
//1-筛选与切片
@Test
public void test1(){
List list = EmployeeData.getEmployees();
// filter(Predicate p)——接收 Lambda ， 从流中排除某些元素。
Stream stream = list.stream();
//练习：查询员工表中薪资大于7000的员工信息
stream.filter(e -> e.getSalary() > 7000).forEach(System.out::println);
System.out.println();
// limit(n)——截断流，使其元素不超过给定数量。
list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
System.out.println();
// skip(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
list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);
System.out.println();
// distinct()——筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
list.add(new Employee(1010,"刘强东",41,8000));
list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));
// System.out.println(list);
list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
}
//映射
@Test
public void test2(){
// map(Function f)——接收一个函数作为参数，将元素转换成其他形式或提取信息，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。
List list = Arrays.asList("aa", "bb", "cc", "dd");
list.stream().map(str -> str.toUpperCase()).forEach(System.out::println);
// 练习1：获取员工姓名长度大于3的员工的姓名。
List employees = EmployeeData.getEmployees();
Stream namesStream = employees.stream().map(Employee::getName);
namesStream.filter(name -> name.length() > 3).forEach(System.out::println);
System.out.println();
//练习2：
Stream> streamStream = list.stream().map(StreamAPITest1::fromStringToStream);
streamStream.forEach(s ->{
s.forEach(System.out::println);
});
System.out.println();
// 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。
Stream characterStream = list.stream().flatMap(StreamAPITest1::fromStringToStream);
characterStream.forEach(System.out::println);
}
//将字符串中的多个字符构成的集合转换为对应的Stream的实例
public static Stream fromStringToStream(String str){//aa
ArrayList list = new ArrayList<>();
for(Character c : str.toCharArray()){
list.add(c);
}
return list.stream();
}
@Test
public void test3(){
ArrayList list1 = new ArrayList();
list1.add(1);
list1.add(2);
list1.add(3);
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.add(4);
list2.add(5);
list2.add(6);
// list1.add(list2);
list1.addAll(list2);
System.out.println(list1);
}
//3-排序
@Test
public void test4(){
// sorted()——自然排序
List list = Arrays.asList(12, 43, 65, 34, 87, 0, -98, 7);
list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
//抛异常，原因:Employee没有实现Comparable接口
// List employees = EmployeeData.getEmployees();
// employees.stream().sorted().forEach(System.out::println);
// sorted(Comparator com)——定制排序
List employees = EmployeeData.getEmployees();
employees.stream().sorted( (e1,e2) -> {
int ageValue = Integer.compare(e1.getAge(),e2.getAge());
if(ageValue != 0){
return ageValue;
}else{
return -Double.compare(e1.getSalary(),e2.getSalary());
}
}).forEach(System.out::println);
}
} Stream的终止操作
- 终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。
- 流进行了终止操作后，不能再次使用。
1.匹配与查找
| 方法 |
描述 |
| allMatch(Predicate p) |
检查是否匹配所有元素 |
| anyMatch(Predicate p) |
检查是否至少匹配一个元素 |
| noneMatch(Predicatep) |
检查是否没有匹配所有元素 |
| findFirst() |
返回第一个元素 |
| findAny() |
返回当前流中的任意元素 |
| count() |
返回流中元素总数 |
| max(Comparator c) |
返回流中最大值 |
| min(Comparator c) |
返回流中最小值 |
|
forEach(Consumer c) |
内部迭代(使用 Collection 接口需要用户去做迭代称为外部迭代。相反，Stream API 使用内部迭代——它帮你把迭代做了) |
2.归约
| 方法 |
描述 |
|
reduce(T iden, BinaryOperator b) |
可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 T |
|
reduce(BinaryOperator b) |
可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional |
备注：map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因 Google
用它来进行网络搜索而出名。
3.收集
| 方 法 |
描 述 |
|
collect(Collector c) |
将流转换为其他形式。接收一个 Collector 接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法 |
Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、Map)。
另外， Collectors 实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例，
具体方法与实例如下表：
package com.atguigu.java3;
import com.atguigu.java2.Employee;
import com.atguigu.java2.EmployeeData;
import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;
import java.util.Set;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;
/**
* 测试Stream的终止操作
*
* @author shkstart
* @create 2019 下午 6:37
*/
public class StreamAPITest2 {
//1-匹配与查找
@Test
public void test1(){
List employees = EmployeeData.getEmployees();
// allMatch(Predicate p)——检查是否匹配所有元素。
// 练习：是否所有的员工的年龄都大于18
boolean allMatch = employees.stream().allMatch(e -> e.getAge() > 18);
System.out.println(allMatch);
// anyMatch(Predicate p)——检查是否至少匹配一个元素。
// 练习：是否存在员工的工资大于 10000
boolean anyMatch = employees.stream().anyMatch(e -> e.getSalary() > 10000);
System.out.println(anyMatch);
// noneMatch(Predicate p)——检查是否没有匹配的元素。
// 练习：是否存在员工姓“雷”
boolean noneMatch = employees.stream().noneMatch(e -> e.getName().startsWith("雷"));
System.out.println(noneMatch);
// findFirst——返回第一个元素
Optional employee = employees.stream().findFirst();
System.out.println(employee);
// findAny——返回当前流中的任意元素
Optional employee1 = employees.parallelStream().findAny();
System.out.println(employee1);
}
@Test
public void test2(){
List employees = EmployeeData.getEmployees();
// count——返回流中元素的总个数
long count = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 5000).count();
System.out.println(count);
// max(Comparator c)——返回流中最大值
// 练习：返回最高的工资：
Stream salaryStream = employees.stream().map(e -> e.getSalary());
Optional maxSalary = salaryStream.max(Double::compare);
System.out.println(maxSalary);
// min(Comparator c)——返回流中最小值
// 练习：返回最低工资的员工
Optional employee = employees.stream().min((e1, e2) -> Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary()));
System.out.println(employee);
System.out.println();
// forEach(Consumer c)——内部迭代
employees.stream().forEach(System.out::println);
//使用集合的遍历操作
employees.forEach(System.out::println);
}
//2-归约
@Test
public void test3(){
// reduce(T identity, BinaryOperator)——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 T
// 练习1：计算1-10的自然数的和
List list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
Integer sum = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
System.out.println(sum);
// reduce(BinaryOperator) ——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional
// 练习2：计算公司所有员工工资的总和
List employees = EmployeeData.getEmployees();
Stream salaryStream = employees.stream().map(Employee::getSalary);
// Optional sumMoney = salaryStream.reduce(Double::sum);
Optional sumMoney = salaryStream.reduce((d1,d2) -> d1 + d2);
System.out.println(sumMoney.get());
}
//3-收集
@Test
public void test4(){
// collect(Collector c)——将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法
// 练习1：查找工资大于6000的员工，结果返回为一个List或Set
List employees = EmployeeData.getEmployees();
List employeeList = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toList());
employeeList.forEach(System.out::println);
System.out.println();
Set employeeSet = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toSet());
employeeSet.forEach(System.out::println);
}
}
Optional类
- 到目前为止，臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类， Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代码。受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。
- Optional
- Optional类的Javadoc描述如下：这是一个可以为null的容器对象。如果值存在 则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。
- Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
- 创建Optional类对象的方法：
- Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例，t必须非空；
- Optional.empty() : 创建一个空的 Optional 实例
- Optional.ofNullable(T t)：t可以为null
- 判断Optional容器中是否包含对象：
- boolean isPresent() : 判断是否包含对象
- void ifPresent(Consumer consumer) ：如果有值，就执行Consumer 接口的实现代码，并且该值会作为参数传给它。
- 获取Optional容器的对象：
- T get(): 如果调用对象包含值，返回该值，否则抛异常
- T orElse(T other) ：如果有值则将其返回，否则返回指定的other对象。
- T orElseGet(Supplier other) ：如果有值则将其返回，否则返回由
- T orElseThrow(Supplier exceptionSupplier) ：如果有值则将其返回，否则抛出由Supplier接口实现提供的异常。
package com.atguigu.java4;
import org.junit.Test;
import java.util.Optional;
/**
* Optional类：为了在程序中避免出现空指针异常而创建的。
*
* 常用的方法：ofNullable(T t)
* orElse(T t)
*
* @author shkstart
* @create 2019 下午 7:24
*/
public class OptionalTest {
/*
Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例，t必须非空；
Optional.empty() : 创建一个空的 Optional 实例
Optional.ofNullable(T t)：t可以为null
*/
@Test
public void test1(){
Girl girl = new Girl();
// girl = null;
//of(T t):保证t是非空的
Optional optionalGirl = Optional.of(girl);
}
@Test
public void test2(){
Girl girl = new Girl();
// girl = null;
//ofNullable(T t)：t可以为null
Optional optionalGirl = Optional.ofNullable(girl);
System.out.println(optionalGirl);
//orElse(T t1):如果单前的Optional内部封装的t是非空的，则返回内部的t.
//如果内部的t是空的，则返回orElse()方法中的参数t1.
Girl girl1 = optionalGirl.orElse(new Girl("赵丽颖"));
System.out.println(girl1);
}
public String getGirlName(Boy boy){
return boy.getGirl().getName();
}
@Test
public void test3(){
Boy boy = new Boy();
boy = null;
String girlName = getGirlName(boy);
System.out.println(girlName);
}
//优化以后的getGirlName():
public String getGirlName1(Boy boy){
if(boy != null){
Girl girl = boy.getGirl();
if(girl != null){
return girl.getName();
}
}
return null;
}
@Test
public void test4(){
Boy boy = new Boy();
boy = null;
String girlName = getGirlName1(boy);
System.out.println(girlName);
}
//使用Optional类的getGirlName():
public String getGirlName2(Boy boy){
Optional boyOptional = Optional.ofNullable(boy);
//此时的boy1一定非空
Boy boy1 = boyOptional.orElse(new Boy(new Girl("迪丽热巴")));
Girl girl = boy1.getGirl();
Optional girlOptional = Optional.ofNullable(girl);
//girl1一定非空
Girl girl1 = girlOptional.orElse(new Girl("古力娜扎"));
return girl1.getName();
}
@Test
public void test5(){
Boy boy = null;
boy = new Boy();
boy = new Boy(new Girl("苍老师"));
String girlName = getGirlName2(boy);
System.out.println(girlName);
}
} package com.atguigu.java4;
/**
* @author shkstart
* @create 2019 下午 7:22
*/
public class Boy {
private Girl girl;
@Override
public String toString() {
return "Boy{" +
"girl=" + girl +
'}';
}
public Girl getGirl() {
return girl;
}
public void setGirl(Girl girl) {
this.girl = girl;
}
public Boy() {
}
public Boy(Girl girl) {
this.girl = girl;
}
}package com.atguigu.java4;
/**
* @author shkstart
* @create 2019 下午 7:23
*/
public class Girl {
private String name;
@Override
public String toString() {
return "Girl{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Girl() {
}
public Girl(String name) {
this.name = name;
}
}