java流式处理优点,【Java8新特性】03 Stream流式数据处理

Java8 由Oracle在2014年发布，是继Java5之后最具革命性的版本了。

Java8吸收其他语言的精髓带来了函数式编程，lambda表达式，Stream流等一系列新特性，学会了这些新特性，可以让你实现高效编码优雅编码。

Stream是Java8新增的一个接口，允许以声明性方式处理数据集合。Stream不是一个集合类型不保存数据，可以把它看作是遍历数据集合的高级迭代器(Iterator)。

Stream操作可以像Builder一样逐步叠加，形成一条流水线。流水线一般由数据源+零或者多个中间操作+一个终端操作所构成。中间操作可以将流转换成另外一个流，比如使用filter过滤元素，使用map映射提取值。

Stream与lambda表达式密不可分，本文默认你已经掌握了lambda基础知识。

只能遍历(消费)一次

Stream实例只能遍历一次，终端操作后一次遍历就结束，再次遍历需要重新生成实例，这一点类似于Iterator迭代器。

保护数据源

对Stream中任何元素的修改都不会导致数据源被修改，比如过滤删除流中的一个元素，再次遍历该数据源依然可以获取该元素。

懒

filter, map 操作串联起来形成一系列中间运算，如果没有一个终端操作(如collect)这些中间运算永远也不会被执行。

(1)使用指定值创建Stream实例

// of为Stream的静态方法

Stream strStream = Stream.of("hello","java8","stream");

// 或者使用基本类型流

IntStream intStream = IntStream.of(1,2,3);

(2)使用集合创建Stream实例(常用方式)

// 使用guava库，初始化一个不可变的list对象

ImmutableList integers = ImmutableList.of(1,2,3);

// List接口继承Collection接口，java8在Collection接口中添加了stream方法

Stream stream = integers.stream();

(3)使用数组创建Stream实例

// 初始化一个数组

Integer[] array = {1,2,3};

// 使用Arrays的静态方法stream

Stream stream = Arrays.stream(array);

(4)使用生成器创建Stream实例

// 随机生成100个整数

Random random =newRandom();

// 加上limit否则就是无限流了

Stream stream = Stream.generate(random::nextInt).limit(100);

(5)使用迭代器创建Stream实例

// 生成100个奇数，加上limit否则就是无限流了

Stream stream = Stream.iterate(1, n -> n +2).limit(100);

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

(6)使用IO接口创建Stream实例

// 获取指定路径下文件信息，list方法返回Stream类型

Stream pathStream = Files.list(Paths.get("/"));

Stream接口中定义了很多操作，大致可以分为两大类，一类是中间操作，另一类是终端操作。

(1)中间操作

中间操作会返回另外一个流，多个中间操作可以连接起来形成一个查询。

中间操作有惰性，如果流上没有一个终端操作，那么中间操作是不会做任何处理的。

下面介绍常用的中间操作：

中间操作：map

map是将输入流中每一个元素映射为另一个元素形成输出流。

// 初始化一个不可变字符串

List words = ImmutableList.of("hello","java8","stream");

// 计算列表中每个单词的长度

List list = words.stream()

.map(String::length)

.collect(Collectors.toList());

// output: 5 5 6

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

中间操作：flatMap

List list1 = words.stream()

.map(word -> word.split("-"))

.collect(Collectors.toList());

// output: [Ljava.lang.String;@59f95c5d,

//            [Ljava.lang.String;@5ccd43c2

list1.forEach(System.out::println);

纳里？你预期是List, 返回却是List, 这是因为split方法返回的是String[]

这个时候你可以想到要将数组转成stream, 于是有了第二个版本

Stream> arrStream = words.stream()

.map(word -> word.split("-"))

.map(Arrays::stream);

// output: java.util.stream.ReferencePipeline$Head@2c13da15,

// java.util.stream.ReferencePipeline$Head@77556fd

arrStream.forEach(System.out::println);

还是不对，这个问题使用flatMap扁平流可以解决，flatMap将流中每个元素取出来转成另外一个输出流：

Stream strStream = words.stream()

.map(word -> word.split("-"))

.flatMap(Arrays::stream)

.distinct();

// output: hello java8 stream

strStream.forEach(System.out::println);

中间操作：filter

filter接收Predicate对象，按条件过滤，符合条件的元素生成另外一个流。

// 过滤出单词长度大于5的单词，并打印出来

List words = ImmutableList.of("hello","java8","hello","stream");

words.stream()

.filter(word -> word.length() >5)

.collect(Collectors.toList())

.forEach(System.out::println);

// output: stream

(2)终端操作

终端操作将stream流转成具体的返回值，比如List，Integer等。常见的终端操作有：foreach, min, max, count等。

foreach很常见了，下面举一个max的例子。

// 找出最大的值

List integers = Arrays.asList(6,20,19);

integers.stream()

.max(Integer::compareTo)

.ifPresent(System.out::println);

// output: 20

假如有一个需求：过滤出年龄大于20岁并且分数大于95的学生。

使用for循环写法：

privateListgetStudents(){

Student s1 =newStudent("xiaoli",18,95);

Student s2 =newStudent("xiaoming",21,100);

Student s3 =newStudent("xiaohua",19,98);

List studentList = Lists.newArrayList();

studentList.add(s1);

studentList.add(s2);

studentList.add(s3);

returnstudentList;

}

publicvoidrefactorBefore(){

List studentList = getStudents();

// 使用临时list

List resultList = Lists.newArrayList();

for(Student s : studentList) {

if(s.getAge() >20&& s.getScore() >95) {

resultList.add(s);

}

}

// output: Student{name=xiaoming, age=21, score=100}

resultList.forEach(System.out::println);

}

使用for循环会初始化一个临时list用来存放最终的结果，整体看起来不够优雅和简洁。

使用lambda和stream重构后：

publicvoidrefactorAfter() {

List studentLists = getStudents();

// output: Student{name=xiaoming, age=21, score=100}

studentLists.stream().filter(this::filterStudents).forEach(System.out::println);

}

privatebooleanfilterStudents(Student student) {

// 过滤出年龄大于20岁并且分数大于95的学生

returnstudent.getAge() >20&& student.getScore() >95;

}

使用filter和方法引用使代码清晰明了，也不用声明一个临时list，非常方便。

(1)误区一：重复消费stream对象

stream对象一旦被消费，不能再次重复消费。

List strings = Arrays.asList("hello","java8","stream");

Stream stream = strings.stream();

stream.forEach(System.out::println);// ok

stream.forEach(System.out::println);// IllegalStateException

上述代码执行后报错：

java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed

(2)误区二：修改数据源

在流操作的过程中尝试添加新的string对象，结果报错：

List strings = Arrays.asList("hello","java8","stream");

// expect: HELLO JAVA8 STREAM WORLD, but throw UnsupportedOperationException

strings.stream()

.map(s -> {

strings.add("world");

returns.toUpperCase();

}).forEach(System.out::println);

注意：一定不要在操作流的过程中修改数据源。