Java—Java 8 新增特性详解(Predicate和Stream)

Predicate接口

Predicate接口介绍

  Predicate是函数式接口，可以使用Lambda表达式作为参数。Java 8为集合Collection新增了removeIf(Predicate filter)方法，可以批量删除符合filter条件的所有元素。

Predicate接口使用范例

测试Collection的removeIf()方法。
示例1
1）运行类：

public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建集合
        Collection collection = new HashSet();

        // 添加元素
        collection.add("book01");
        collection.add("book02");
        collection.add("book03");
        collection.add("b05");
        collection.add("b06");

        Collection collectionNew = new HashSet();
        // 使用Lambda表达式遍历传入新的集合
        collection.forEach(str -> collectionNew.add(str));
        System.out.println("collectionNew: " + collectionNew);

        // 使用Lambda表达式进行过滤（目标类型是Predicate）
        collection.removeIf(filter -> ((String)filter).length() < 5);

        // 使用Lambda表达式遍历打印
        collection.forEach(str -> System.out.println(str));

        
        }
}

2）运行结果：

collectionNew: [book02, book01, b05, book03, b06]
book02
book01
book03

  从上述结果中，我们可以看到调用Collection集合的removeIf()方法，可以批量过滤符合条件长度小于5的集合元素，程序是传入一个Lambda表达式进行过滤：collection.removeIf(filter -> ((String)filter).length() < 5);。

示例2
使用Predicate接口的boolean test(T t);方法
1）创建工具类：

import java.util.Collection;
import java.util.function.Predicate;

/**
 * @author andya
 * @create 2020-03-24 14:08
 */
public class PredicateUtil {
    public static int countCollectionElement(Collection collection, Predicate predicate){
        int total = 0;
        for (Object object : collection) {
            //通过Predicate的test()方法判断对象是否满足过滤条件
            if (predicate.test(object)) {
                total ++;
            }
        }

        return total;
    }
}

2）运行类：

public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建集合
        Collection collection = new HashSet();

        // 添加元素
        collection.add("book_java编程思想");
        collection.add("book_c++核心技术");
        collection.add("book_java核心技术");
        collection.add("book_计算机网络");
        collection.add("book01");
        collection.add("book02");

        Collection collectionNew = new HashSet();
        // 使用Lambda表达式遍历传入新的集合
        collection.forEach(str -> collectionNew.add(str));
        System.out.println("collectionNew: " + collectionNew);

        System.out.println("包含java关键字的个数：" +
                PredicateUtil.countCollectionElement(collection, ele -> ((String)ele).contains("java")));
        System.out.println("长度小于7的个数：" +
                PredicateUtil.countCollectionElement(collection, ele -> ((String)ele).length() < 7));
        System.out.println("以book_为前缀的个数：" +
                PredicateUtil.countCollectionElement(collection, ele -> ((String)ele).startsWith("book_")));
        }
}

3）运行结果：

collectionNew: [book02, book01, book_java编程思想, book_java核心技术, book_计算机网络, book_c++核心技术]
包含java关键字的个数：2
长度小于7的个数：2
以book_为前缀的个数：4

  定义了一个countCollectionElement()方法，使用Predicate动态传参，判断每个集合元素是否符合过滤条件。

Stream流式接口

Stream流式接口介绍

  Java 8新特性中还增加了流式处理，如Stream，IntStream，DoubleStream，LongStream等API。每个流式API还提供了对应的Builder，如Stream.Builder、IntStream.Builder、DoubleStream.Builder、LongStream.Builder。

Stream使用步骤

1. 通过Stream等API的builder()类方法去创建Stream对应的Builder类；
2. 调用Builder的add()方法向流中添加多个元素；
3. 调用Builder的build()方法获取对应的Stream；
4. 调用Stream聚集方法；

Stream使用示例

public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {

        //通过xxxStream的builder()方法去创建Builder
        IntStream intStream = IntStream.builder()
                .add(1)
                .add(-2)
                .add(3)
                .add(10)
                .build();

        // 聚集方法（每次只能使用其中一条去执行，其他代码需注释，否则会报错）
        System.out.println("intStream的元素最大值是： " + intStream.max().getAsInt());
        System.out.println("intStream的元素最小值是： " + intStream.min().getAsInt());
        System.out.println("intStream的元素平均值是： " + intStream.average());
        System.out.println("intStream的元素总和是： " + intStream.sum());
        System.out.println("intStream的元素个数是： " + intStream.count());
        System.out.println("intStream是否包含任何元素平方大于10： "
                + intStream.anyMatch(ele -> ele * ele > 10));
        System.out.println("intStream的所有元素立方是否大于10: "
                + intStream.allMatch(ele -> ele * ele * ele > 10));

        // 每个元素都加1后映射成新的Stream
        IntStream intStreamNew = intStream.map(ele -> ele + 1);
        intStreamNew.forEach(ele -> System.out.println(ele));
        }
}

运行结果：将上述聚集方法所有执行结果放在一个里面进行展示，其实只能执行一条；

intStream的元素最大值是： 10
intStream的元素最小值是： -2
intStream的元素平均值是： OptionalDouble[3.0]
intStream的元素总和是： 12
intStream的元素个数是： 4
intStream是否包含任何元素平方大于10： true
intStream的所有元素立方是否大于10: false
2
-1
4
11

在上述示例中存在两种聚集方法：“中间方法”和“末端方法”。

• 中间方法：中间操作允许流保持打开状态，并允许直接调用后续方法，如map()方法，返回值为另一个流；
• 末端方法：末端方法是对流进行的最终操作，如sum()方法执行后，流就不可用，如果再用会报错Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed

Stream的常用方法

中间方法

• filter(Predicate predicate)：过滤Stream中不符合predicate过滤条件的元素。
• mapToXxx(ToXxxFunction mapper)：使用ToXxxFunction对流中的元素执行一对一的转换，方法返回的是新流中包含了ToXxxFunction转换生成的所有元素。
• peek(Consumer action)：依次操作每个元素，返回的流与原有流包含相同的元素，用于调试。
• distinct()：用于排序流中所有重复的元素，有状态的方法；
• sorted()：用于保证流中的元素在后续的访问中处于有序状态，也是有状态的方法。
• limit(long maxSize)：用于保证对该流的后续访问中最大允许访问的元素个数，是一个有状态的、短路方法。

末端方法

• forEach(Consumer action)：遍历流中所有元素，执行action。
• toArray()：将流中所有元素转换成一个数组。
• reduce()：用于某个操作合并流中元素。
• min()：返回流中元素的最小值。
• max()：返回流中元素的最大值。
• sum()：返回流中元素的总和。
• count()：返回流中所有元素的数量。
• anyMatch(Predicate predicate)：判断流中是否至少包含一个元素符合predicate过滤条件。
• allMatch(Predicate predicate)：判断流中是否所有元素符合predicate过滤条件。
• noneMatch(Predicate predicate)：判断流中是否所有元素都不符合predicate过滤条件。
• findFirst()：返回流中的第一个元素。
• findAny()：返回流中的任意一个元素。

Collection中的stream()方法

public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
   		// 创建集合
        Collection collection = new HashSet();

        // 添加元素
        collection.add("book_java编程思想");
        collection.add("book_c++核心技术");
        collection.add("book_java核心技术");
        collection.add("book_计算机网络");
        collection.add("book01");
        collection.add("book02");
        collection.forEach(ele -> System.out.println(ele));

        System.out.println("-------------------------------------");

        System.out.println("包含java关键字的个数："
                + collection.stream().filter(ele -> ((String)ele).contains("java")).count());
        System.out.println("长度小于7的个数："
                + collection.stream().filter(ele -> ((String)ele).length() < 7).count());
        System.out.println("以book_为前缀的个数："
                + collection.stream().filter(ele -> ((String)ele).startsWith("book_")).count());

        System.out.println("-------------------------------------");

        //先调用Collection的stream()方法将集合转化为Stream；
        //再调用Stream的mapToInt()方法获取Stream对象的IntStream对象；
        //最后调用forEach()方法遍历IntStream中的元素。
        Collection collectionLength = new ArrayList();
        collection.stream().mapToInt(ele -> ((String)ele).length())
                .forEach(ele -> ((ArrayList) collectionLength).add(ele));
        //等价于collectionLength.forEach(ele -> System.out.println(ele));
        collectionLength.forEach(System.out::println);
        }
}

运行结果

book02
book01
book_java编程思想
book_java核心技术
book_计算机网络
book_c++核心技术
-------------------------------------
包含java关键字的个数：2
长度小于7的个数：2
以book_为前缀的个数：4
-------------------------------------
6
6
13
13
10
12

  通过collection.stream().filter(Predicate predicate).count()这种方式就可以替换文章中前面创建的PredicateUtil的方法。
stream()方法如下：

    default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }

filter()方法如下：

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

  除了直接使用Stream流式接口去处理Collection集合的元素，我们还可以通过Collection接口的stream()方法返回集合对应的流。
步骤如下：

1. 先调用Collection的stream()方法将集合转化为Stream；
2. 再调用Stream的mapToInt()方法获取Stream对象的IntStream对象；
3. 最后调用forEach()方法遍历IntStream中的元素。

参考书籍《疯狂Java》