Java Stream流归纳

Java Stream流归纳

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前言

Stream 流是什么，有什么作用，为何要引入？

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一、Stream 流

第一：

• a sequence of elements from source that supports aggregate operations
• sequence of elements ：一个流对外提供一个接口，可以访问到一串特定的数据。流不存储元素，但是可以根据需要进行计算转化
• source：数据来源，如数据结构，数组，文件等
• aggregate operation：聚合操作，流支持像SQL 操作或其他函数式语言的操作，如 filter/map/reduce/find/match/sorted 等

第二：

• pipelining: 很多流操作也是返回一个流
• Internal Iteration: 流操作进行迭代，用户感知不到循环遍历

String [] colors = {"white","black","yellow","blue","green"};
List<String> pList = Arrays.asList(colors);
//采用流方法
count = pList.stream().filter(p->p.length()>5).count();
//采用并行流方法
count = pList.parallelStream().filter(p->p.length()>5).count;

是一个链式的执行过程

流的工作流程：

• 流的创建
• 流的转换，将流转换为其他流的中间操作，可包括多个步骤（惰性操作）
• 流的计算结果。这个操作会强制执行之前的惰性操作。这个步骤以后，流就再也不用了。

1、流的创建

1. Collection 接口的 stream 方法

Stream< String > as = new ArrayList< String > ().stream();
Stream< String > hs = new HashSet< String >().stream();

还有其他的子类不在举例

2. Arrays.stream 可以将数组转为 Stream

Stream< String > b1 = Arrays.stream(“a,b,c,d,e”.split(","),3,5);//选择第三个和第五个元素放到流里面去

3. 利用Stream 类进行转化

   -of 方法，直接将数组转化

Stream < Integer > c1 = Stream.of(new Integer[5]);
Stream < String > c2 = Stream.of(“a,b,c”.split(","));
Stream< String > c3 = Stream.of(“a”,“b”,“c”);
-empty 方法，产生一个空流
Stream< String > d1 = Stream.empty();

generate 方法，接收一个 Lambda 表达式

Stream< String > e1 = Stream.generate(()->“hello”);
Stream< String > e2 = Stream.generate(Math::random);

iterate 方法，接收一个种子，和一个 Lambda 表达式

Stream < BigInteger > e3 = Stream.iterate(BigInteger.ZERO,n->n.add(BigInteger.ONE));

2、流的转换

Stream 转换

• 从一种流到另外一种流（从一组数据经过计算得到另外一组数据）
• 过滤、去重
• 排序
• 转化
• 抽取、跳过、连接
• 其他

1. 过滤 filter
   ① filter（Predicate predicate）
   ② 接收一个 Lambda 表达式，对每个元素进行判定，符合条件留下

   Stream s1 = Stream.of(1,2,3,4,5);
   Stream s2 = s1.filter(n -> n > 2);
   s2.forEach(System.out::println);
   //3,4,5
   

2. 去重distinct
   ① distinct()
   ② 对流的元素进行过滤，去除重复，只留下不重复的元素

   Stream s1 = Stream.of(1,1,2,2,3,3);
   Stream s2 = s1.distinct();
   s2.forEach(System.out::println);
   //1,2,3
   
   如果是复杂对象类型，则distinct方法首先根据对象的hashCode（）      
    方法和equals（）方法判断是否相等，来进行去重
   

3. 排序 sorted
   ① sorted()
   ② 对流的基本类型包装类元素进行排序

    Stream s1 = Stream.of(3,2,32,344,5);
    Stream s2 = s1.sorted();
    s2.forEach(System.out::println);
    // 对于其他类型，我们还可以给他一个排序规则
    String [] colors = {"blue","yellow","red","green"};
    Stream< String > s3 = Stream.of(colors).sorted(Comparator.comparing(String::length));
    s3.forEach(System.out::println);  
    //或者对象已经实现了 comparable接口，实现了 compareTo （）方法
    则，默认sorted（）方法会根据compareTo 的规则去比较
   

4. 转化
   ①map
   ②利用方法引用对流每个元素进行函数计算
   ③抽取 limit
   ④跳过skip

   // map  
   Stream s1 = Stream.of(-1.5,2.5,-3.5);
   Stream s2 = s1.map(Math::abs);
   s2.forEach(System.out::println);
   
   // limit
   Stream s1 = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8);
   Stream s2 = s1.limit(3);
   s2.forEach(System.out::println);
   //输出1,2,3
   
   // skip  
   Stream s1 = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
   Stream s2 = s1.skip(8);
   s2.forEach(System.out::println);
   // 跳过8 个元素，输出9,10
    
   //还有其他方法不再展示
   

3、流的计算

首先认识一下： Optional 类型，为什么引入 Optional 类型
以前： 当我们操作一个空的对象的方法时，会报出 NullPointer Exception 的错误，而 Optional 出现就是解决这一问题，那又是怎么解决的？？

• Optional< T >:

  • 一个包装器对象
  • 要么包装了类型T 的对象，要么没有包装任何对象（还是 null）
  • 如果 T 有值，那么直接返回 T 的对象
  • 如果 T 是 null ,那么可以返回一个替代物

• optional< T> 创建

  • of 方法

  • empty 方法

  • ofNullable 方法，对于对象有可能为空的情况下，安全创建

      Optional s1 = Optional.of(new String("abc"));
      Optional s2 = Optional.empty();
      String s3 = null;
      Optional s4 = Optional.ofNullable(s3);
      //s3 不为空，s4 就是 s3,否则 s4 就为 Optional.empty()
      // orElse 方法：当s4 对象为空时，则返回规定的默认值，否则 返回 s4的值，这就弥补了以前对象类型的不足
      String s5 = s4.orElse("nice");
      String s6 = s1.orElse("good");
      System.out.println(s5);
      System.out.println(s6);
    

• Optional 使用

  • get方法 ，获取值，不安全的方法
  • orElse 方法，获取值，如果为null,采用替代物的值
  • orElseGet 方法，获取值，如果为null，采用Lambda 表达式的值返回
  • orElseThrow 方法，获取值，如果为 null,抛出异常
  • ifPresent 方法，判断是否为空，不为空返回 true
  • isPresent（Consumer），判断是否为空，如果不为空，则进行后续Consumer 的操作，如果为空，则不进行任何操作
  • map(Function) ，将值传递给Function 函数进行计算。如果为空，则不进行计算

流的计算：

• 流的计算
  - 简单约简（聚合函数）: count / max / min / …
  - 自定义约简： reduce
  - 查看 / 遍历元素 : iterator / forEach
  - 存放到数据结构中

下面分别来看每一种：
流的计算：简单约简（聚合函数）

 count(), 计数
 max(Comparator) ，最大值，需要比较器
 min（Comparator），最小值，需要比较器
 findFirst(),找到第一个元素
 findAny()，找到任意一个元素(随机的返回一个元素)
 anyMatch(Predicate),如有任意一个元素满足 Predicate,返回true
 allMatch(Predicate),如果所有元素满足Predicate ，返回 true 
 noneMatch (Predicate),如果没有元素满足 Predicate ，返回true

流的计算：存放到数据结构中

toArray(),将结果转为数据
collect(Collectors.toList()),将结果转为List
collect(Collectors.toSet()),将结果转为Set
collect(Collectors.toMap()),将结果转为Map
collect(Collectors.joining()),将结果连接起来

流的高阶计算：

分组groupingBy 和 分区 partitionBy
分组后的简约
counting
summing
maxBy
minBy
以上方法均在 java.util.stream.Collectors 中

二、总结

JavaStream 的优点：

• 统一转换元素
• 过滤元素
• 利用单个操作合并元素
• 将元素序列存放到某一个集合中
• 搜索满足某些条件的序列
• 类似SQL操作，遵循 “做什么而非做什么” 原则
• 简化了串行/ 并行的大批量操作