流式编程
一、Stream流
在Java 8中得益于lambda所带来的函数是编程，便引入了全新的Stream概念，用于解决集合类库中已有的弊端。
1.1引言
循环的弊端：
Java 8的lambda让我们可以更加专注于做什么而不是怎么做
-for循环的语法就是怎么做
-for循环的循环体就是做什么
为什么使用循环？因为要进行遍历。
但是循环是遍历的唯一方式吗？
遍历是指每一个元素逐一进行处理，而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环，前者是目的，后者是方式。
如果希望通过对集合中的元素进行筛选过滤：
1.将集合A根据条件1过滤为集合B
2.将集合b根据条件2过滤为集合C
Java 8之前的写法:
/*
使用传统的方式,遍历集合,对集合中的数据进行过滤
*/
public class Demo01List {
public static void main(String[] args) {
//创建一个List集合,存储姓名
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张无忌");
list.add("周芷若");
list.add("赵敏");
list.add("张强");
list.add("张三丰");
//对list集合中的元素进行过滤,只要以张开头的元素,存储到一个新的集合中
List<String> listA = new ArrayList<>();
for(String s : list){
if(s.startsWith("张")){
listA.add(s);
}
}
//对listA集合进行过滤,只要姓名长度为3的人,存储到一个新集合中
List<String> listB = new ArrayList<>();
for (String s : listA) {
if(s.length()==3){
listB.add(s);
}
}
//遍历listB集合
for (String s : listB) {
System.out.println(s);
}
}
}
Stream的更优写法：
/*
使用Stream流的方式,遍历集合,对集合中的数据进行过滤
Stream流是JDK1.8之后出现的
关注的是做什么,而不是怎么做
*/
public class Demo02Stream {
public static void main(String[] args) {
//创建一个List集合,存储姓名
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张无忌");
list.add("周芷若");
list.add("赵敏");
list.add("张强");
list.add("张三丰");
//对list集合中的元素进行过滤,只要以张开头的元素,存储到一个新的集合中
//对listA集合进行过滤,只要姓名长度为3的人,存储到一个新集合中
//遍历listB集合
list.stream()
.filter(name->name.startsWith("张"))
.filter(name->name.length()==3)
.forEach(name-> System.out.println(name));
}
}
1.2流式思想的概述
流式模型：相当于建立了一个生产线，来生产一个商品。
上图中展示了过滤、映射、跳过、计算等多步操作，这是一种集合元素的处理方案，而方案是一种函数模型。图中每一竖列都是一个流，调用指定方法，可以从一个流模型转换为另一个流模型。二最右侧的数字3是最终结果。
这里的filter、map、skip都是在对函数模型进行操作，集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法执行count执行的时候，整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于lambda延迟执行的特性。
注：Stream流是一个集合元素的函数模型，他并不是集合，也不是数据结构，其本身不存储任何元素（或其地址值）
Stream是一个来自数据源的元素队列：
-元素是特定类型的对象，形成一个队列。Java中的Stream并不会特定类型的对象，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、数组等。和以前的Collection操作不同，Stream操作还有两个基础特征：
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）。
内部迭代：以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for循环的方式，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，流可以调用遍历方法。
注：
Stream流属于管道流,只能被消费(使用)一次
第一个Stream流调用完毕方法,数据就会流转到下一个Stream上
而这时第一个Stream流已经使用完毕,就会关闭
所以第一个Stream流就不能再调用方法了
如果调用会产生错误：
二、获取流
Java.util.stream.Stream是Java 8新加入的最常用接口。（这并不是函数式接口）
获取一个流非常简单，有以下几种常见的方式：
-所有的Collection集合都可以通过stream默认方法获取流
default Stream stream()
-Stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流
static Stream of(T···values)
参数是一个可变参数，那么我们就可以传递一个数组
代码示例
/*
java.util.stream.Stream是Java 8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口。）
获取一个流非常简单，有以下几种常用的方式：
- 所有的Collection集合都可以通过stream默认方法获取流；
default Stream stream()
- Stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流。
static Stream of(T... values)
参数是一个可变参数,那么我们就可以传递一个数组
*/
public class Demo01GetStream {
public static void main(String[] args) {
//把集合转换为Stream流
List<String> list = new ArrayList<>();
Stream<String> stream1 = list.stream();
Set<String> set = new HashSet<>();
Stream<String> stream2 = set.stream();
Map<String,String> map = new HashMap<>();
//获取键,存储到一个Set集合中
Set<String> keySet = map.keySet();
Stream<String> stream3 = keySet.stream();
//获取值,存储到一个Collection集合中
Collection<String> values = map.values();
Stream<String> stream4 = values.stream();
//获取键值对(键与值的映射关系 entrySet)
Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet();
Stream<Map.Entry<String, String>> stream5 = entries.stream();
//把数组转换为Stream流
Stream<Integer> stream6 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);
//可变参数可以传递数组
Integer[] arr = {1,2,3,4,5};
Stream<Integer> stream7 = Stream.of(arr);
String[] arr2 = {"a","bb","ccc"};
Stream<String> stream8 = Stream.of(arr2);
}
}
三、常用方法
流模型的操作很丰富，这些方法分为两种：
-延迟方法：返回值类型任然是Stream接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外其余方法均为延迟方法）
-终结方法：返回类型不再是Stream接口自身类型的方法，因此不支持链式调用。
3.1逐一处理：forEach
Stream流中的常用方法_forEach
–void forEach(Consumer action);
该方法接收一个Consumer接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。
Consumer接口是一个消费型的函数式接口,可以传递Lambda表达式,消费数据
简单记:
forEach方法,用来遍历流中的数据
是一个终结方法,遍历之后就不能继续调用Stream流中的其他方法
public class forEach {
public static void main(String[] args) {
Stream.of(1,22,333).forEach(System.out::println);
}
}
3.2过滤：filter
Stream流中的常用方法_filter:用于对Stream流中的数据进行过滤
–Stream filter(Predicate predicate);
filter方法的参数Predicate是一个函数式接口,所以可以传递Lambda表达式,对数据进行过滤
Predicate中的抽象方法:
–boolean test(T t);
public class filter {
public static void main(String[] args) {
Stream.of("张三丰","周芷若","赵敏").filter(s->s.startsWith("张")).filter(s->s.length()==3).forEach(System.out::println);
}
}
3.3映射：map
Stream流中的常用方法_map:用于类型转换
如果需要将流中的元素映射到另一个流中，可以使用map方法.
– Stream map(Function mapper);
该接口需要一个Function函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。
Function中的抽象方法:
–R apply(T t);
public class map {
public static void main(String[] args) {
Stream.of('A','B','C').map(s->(int)s).forEach(System.out::println);
}
}
3.4统计个数：count
Stream流中的常用方法_count:用于统计Stream流中元素的个数
–long count();
count方法是一个终结方法,返回值是一个long类型的整数
所以不能再继续调用Stream流中的其他方法了
public class count {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Stream.of("a", "b", "c", "d").count());
}
}
3.5取前几个：limit
Stream流中的常用方法_limit:用于截取流中的元素
limit方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名：
–Stream limit(long maxSize);
参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作
limit方法是一个延迟方法,只是对流中的元素进行截取,返回的是一个新的流,所以可以继续调用Stream流中的其他方法
public class limit {
public static void main(String[] args) {
Stream.of(1,2,3,4,5).limit(3).forEach(System.out::println);
}
}
3.6跳过前几个：skip
Stream流中的常用方法_skip:用于跳过元素
如果希望跳过前几个元素，可以使用skip方法获取一个截取之后的新流：
–Stream skip(long n);
如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。
public class skip {
public static void main(String[] args) {
Stream.of(1,2,3,4,5,6).skip(3).forEach(System.out::println);
}
}
3.7组合：concat
Stream流中的常用方法_concat:用于把流组合到一起
如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用Stream接口的静态方法concat
–static Stream concat(Stream a, Stream b)
public class concat {
public static void main(String[] args) {
Stream.concat(Stream.of(1,2,3),Stream.of('4','5','6')).forEach(System.out::println);
}
}
四、练习
练习:集合元素处理
现在有两个ArrayList集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以下若干操作步骤：
1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
6. 根据姓名创建Person对象；存储到一个新集合中。
7. 打印整个队伍的Person对象信息。
Person
public class Person {
private String name;
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
（传统方式）
public class Demo01StreamTest {
public static void main(String[] args) {
//第一支队伍
ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
one.add("迪丽热巴");
one.add("宋远桥");
one.add("苏星河");
one.add("石破天");
one.add("石中玉");
one.add("老子");
one.add("庄子");
one.add("洪七公");
//1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
ArrayList<String> one1 = new ArrayList<>();
for (String name : one) {
if(name.length()==3){
one1.add(name);
}
}
//2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
ArrayList<String> one2 = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i <3 ; i++) {
one2.add(one1.get(i));//i = 0,1,2
}
//第二支队伍
ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
two.add("古力娜扎");
two.add("张无忌");
two.add("赵丽颖");
two.add("张三丰");
two.add("尼古拉斯赵四");
two.add("张天爱");
two.add("张二狗");
//3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
ArrayList<String> two1 = new ArrayList<>();
for (String name : two) {
if(name.startsWith("张")){
two1.add(name);
}
}
//4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
ArrayList<String> two2 = new ArrayList<>();
for (int i = 2; i <two1.size() ; i++) {
two2.add(two1.get(i)); //i 不包含0 1
}
//5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
ArrayList<String> all = new ArrayList<>();
all.addAll(one2);
all.addAll(two2);
//6. 根据姓名创建Person对象；存储到一个新集合中。
ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
for (String name : all) {
list.add(new Person(name));
}
//7. 打印整个队伍的Person对象信息。
for (Person person : list) {
System.out.println(person);
}
}
}
（Stream方式）
public class Demo02StreamTest {
public static void main(String[] args) {
//第一支队伍
ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
one.add("迪丽热巴");
one.add("宋远桥");
one.add("苏星河");
one.add("石破天");
one.add("石中玉");
one.add("老子");
one.add("庄子");
one.add("洪七公");
//1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
//2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
Stream<String> oneStream = one.stream().filter(name -> name.length() == 3).limit(3);
//第二支队伍
ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
two.add("古力娜扎");
two.add("张无忌");
two.add("赵丽颖");
two.add("张三丰");
two.add("尼古拉斯赵四");
two.add("张天爱");
two.add("张二狗");
//3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
//4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
Stream<String> twoStream = two.stream().filter(name -> name.startsWith("张")).skip(2);
//5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
//6. 根据姓名创建Person对象；存储到一个新集合中。
//7. 打印整个队伍的Person对象信息。
Stream.concat(oneStream,twoStream).map(name->new Person(name)).forEach(p-> System.out.println(p));
}
}