JAVA8新特性--集合流操作Stream

JAVA8新特性–集合流操作Stream

Java 8 引入，位于java.util.stream包中，与 java.io 包里的输入输出流 InputStream 和 OutputStream 是不同的概念。

Stream API 借助 Lambda 表达式，可以提高编程效率和程序可读性。

什么是 Stream？

• Stream（流）是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作
• 元素是特定类型的对象，形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。
• 数据源 流的来源。 可以是集合，数组，I/O channel， 产生器generator 等。
• 聚合操作 类似SQL语句一样的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。

和以前的Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

1. Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道， 如同流式风格（fluent style）。 这样做可以对操作进行优化， 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
2. 内部迭代： 以前对集合遍历都是通过Iterator或者For-Each的方式, 显式的在集合外部进行迭代， 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式， 通过访问者模式(Visitor)实现。

流的操作类型分为两种，组成一个流管道

• intermediate：流可以后面跟有零个或多个中间操作
• terminal:流只能有一个终结操作，位于最后，例如 Stream.forEach / IntStream.sum等，产生一个最终结果，或者一个副作用（side effect）
• Intermediate操作都是 lazy的，多个操作只会在 terminal 操作的时候融合起来执行，一次循环完成

在 Java 8 中, 集合接口有两个方法来生成流：
stream()− 为集合创建串行流。
parallelStream() − 为集合创建并行流。

forEach: Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map: map 方法用于映射每个元素到对应的结果

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

filter方法用于通过设置的条件过滤出元素

limit方法用于获取指定数量的流。

sorted 方法用于对流进行排序。

parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。

Collectors类实现了很多归约操作，例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串：

toArray：将流转换为Object[]或者指定类型的数组

flatMap:如果流的元素为数组或者Collection，flatMap就是将每个Object[]元素或Collection元素都转换为Object元素。map就是将数组流直接返回，flatMap是将数组流中的每个元素都返回

中间操作与终端操作
中间操作（intermediate）主要有以下方法（此类型的方法返回的都是Stream对象）：map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、 distinct、 sorted、 peek、 limit、 skip、 parallel、 sequential、 unordered
终端操作（terminal）主要有以下方法：forEach、 forEachOrdered、 toArray、 reduce、 collect、 min、 max、 count、 anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 iterator

forEach与forEachOrdered:

• 相同：遍历Stream中的每个元素。
• 区别：在串行流（stream）中没有区别，在并行流（parallelStream）中如果数据源是有序集合，
  forEachOrdered输出顺序与数据源中顺序一致，forEach则是乱序。

peek：生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream，同时会提供一个消费函数即引用的方法A，当Stream每个元素被消费的时候都会先执行新Stream给定的方法A。peek是中间操作，如果pee后没有最终操作，则peek不会执行。
toArray：将流转换为Object[]或者指定类型的数组。

Stream还有几个静态方法，返回都是Stream对象。
静态方法如下：builder（返回Builder对象）、empty、of、iterate、generate、concat。

• builder：返回一个Builder对象，Builder对象在调用build()返回Stream对象。
• empty：返回一个空的有序的Stream对象。
• of：返回包含单个元素的有序的Stream对象。
• iterate：返回一个无限元素的有序的Stream对象。需要两个参数，第一个参数为初始值，第二个参数为要引用的方法，然后会通过递归循环调用引用的方法。
• generate：返回一个无限元素的无序的的Stream对象。需要一个参数，参数为引用的方法，然后会通过循环调用引用的方法来生成元素，常用于生成常量Stream和随机元素Stream。
• concat：将两个Stream连接成一个Stream。需要两个Stream作为参数，如果两个Stream都是有序的并且无论参数Stream是否是并行Stream，得到的都是有序的Stream。输出元素顺序为先输出第一个Stream的元素，然后输出第二个Stream的元素。当结果Stream关闭时候，两个参数Stream同时关闭。