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。
1. Stream是什么?
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。
2. Stream的特点
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。
3. 创建Stream实例的方法
(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
(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
(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("/"));
4. Stream常用操作
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
.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
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
.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
.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
5. 使用Stream重构老代码
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.add(s1);
studentList.add(s2);
studentList.add(s3);
returnstudentList;
}
publicvoidrefactorBefore(){
List
// 使用临时list
List
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。
6. 使用Stream常见的误区
(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.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。