【学习笔记】Java函数式编程03 Stream流-终结操作

书接上回

3.3.3 终结操作

3.3.3.1 forEach

对集合的每一个元素进行处理

接触很多了不赘述

3.3.3.2 count

用来获取当前流中的元素的个数

比如，打印出所有作家的作品的总数

System.out.println(authors.stream()
                   .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                   .count());

3.3.3.3 max和min

可以用来流中的最值。

查看源码可以发现这个方法是需要传入参数的

Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator);
Optional<T> min(Comparator<? super T> comparator);

Comparator是一个比较器，但是这里的比较器是什么作用呢？其实stream流的球最值和前面的sorted的实现逻辑类似，都是要求先比较排序后再求最值

另外，这个方法的返回值是Optional类型，这个类型后续会再细讲。

所以max和min不用死记，学会sorted就可以满足需要了

3.3.3.4 ⭐️collect

将流当中的元素转换为一个集合（List/Set/Map）。

阅读源码可以发现collect的两个参数都非常复杂，在实际使用中会使用工具类的方法来快速实现

小练习快速上手

1、获取一个所有作者名字的集合List

authors.stream()
    .map(Author::getName)
    .collect(Collectors.toList())

2、获取一个所有书名的集合SET

authors.stream()
    .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
    .map(Book::getName)
    .collect(Collectors.toSet());

顺带一提，由于set的去重作用，所有其实前面提到的“去重“的需求，也可以尝试用collect来实现

3、获取一个map集合，Key为作者名，Value为作品集List

沿用前面的思路，利用Collectors.toMap方法实现，但是转map是需要指定key和v的，研究toMap方法就可以发现：这里确实要求传入两个Function函数式接口，如下

尝试先写一个匿名内部类的原生写法，然后进行简化：

// 获取一个map集合，Key为作者名，Value为作品集List
List<Author> authors = Author.getAuthor(5);
Map<String, List<Book>> map = authors.stream()
        .collect(Collectors.toMap(new Function<Author, String>() {
            @Override
            public String apply(Author author) {
                return author.getName();
            }
        }, new Function<Author, List<Book>>() {
            @Override
            public List<Book> apply(Author author) {
                return author.getBooks();
            }
        }));

System.out.println(map);

// 第一次简化
authors.stream()
    .collect(Collectors.toMap(author -> author.getName(), author -> author.getBooks()));

// IDEA提供的进一步简化
authors.stream()
    .collect(Collectors.toMap(Author::getName, Author::getBooks));

不难发现，toMap方法就是分别指定key和value就可以实现转map的要求了

4、获取一个map集合，Key为作者名，Value为作者

注意：需求不同，这次是将val作为作者本身的对象，这个其实也是比较常见的需求

Map<String, List<Author>> collect = author.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(new Function<Author, String>() {
        @Override
        public String apply(Author author) {
            return author.getName();
        }
    }));

// 简化后
author.stream().collect(Collectors.groupingBy(Author::getName));

介绍完简单的终结操作后，接下来还有一些比较复杂的操作。比如需求场景

• 判断是否有25岁以上的作家？
• 判断是不是所有作家都刚满18岁？

3.3.4 终结操作之查找与匹配

3.3.4.1 anyMatch

有任一元素符合条件，则返回true

3.3.4.2 allMatch

所有符合条件，则返回true

3.3.4.3 nonMatch

所有的元素都不符合条件

（这个不需要硬记，和allMatch互为补集）

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3.3.4.4 findAny

这个操作用于获取流中的任意一个元素，注意，这个操作无法保证获取的是第一个元素

3.3.4.5 findFirst

这个操作用于获取流中的第一个元素。

• 这个终结操作一般需要结合limit和 sorted使用

补充说明

这两个方法返回的对象是JDK8新增的Optional对象，用于避免空指针等异常的，后续会详细介绍。

• 要获取里面的对象使用get()方法即可。
• ifPresent()方法可以在对象存在时，执行方法内的函数

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3.3.5 ⭐️终结操作之归并操作-reduce

reduce单词字面意思有减少的意思，可以引申为缩小、裁剪的意思

3.3.5.1 reduce概念

对流中的数据，按照指定的计算方式，计算出一个结果。（缩紧操作）

reduce的作用，将stream中的元素“组合”起来，最终传出组合的结果，起到一个紧缩、简化的作用。

两种实现方式

• 传入一个初始值，按照给定的计算方式以此与流中的每个元素进行“计算”，每次计算得到的结果都可以和后面的元素再进行计算，并最终给出结果。
• 没有初始值，而是将第一个元素给定为初始值，然后以此和流内的其他元素进行“计算”并给出结果。

两种方式对应reduce的两种重写方式

• T reduce(T identity, BinaryOperator accumulator);
• Optional reduce(BinaryOperator accumulator);

3.3.5.2 reduce有初始值的重写

T reduce(T identity, BinaryOperator accumulator);

查看源码注释可以发现，双参数的实现逻辑如下：

T result = identity;  
for (T element : this stream)      
    result = accumulator.apply(result, element)  
    return result;

做两个求最值的快速练习——求出所有作家的最大年纪

List<Author> authors = Author.getAuthor();
// 先打印出每个作家的年纪
authors.stream()
    .map(Author::getAge)
    .sorted()
    .forEach(System.out::println);
System.out.println("-----------------");
// 求最大值 匿名内部类写法
Integer max = authors.stream()
    .map(Author::getAge)
    .reduce(Integer.MIN_VALUE, new BinaryOperator<Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(Integer element, Integer next) {
            return element < next ? next : element;
        }
    });
System.out.println(max);
// 求最大值 lambda简化
Integer max1 = authors.stream()
    .map(Author::getAge)
    .reduce(Integer.MIN_VALUE, (element, next) -> element < next ? next : element);
System.out.println(max1);

顺带一提前面学到的max()和min()底层就是使用reduce实现的

3.3.5.3 reduce无初始值的调用

Optional reduce(BinaryOperator accumulator);

实现低层逻辑是这样的：

boolean foundAny = false;  
T result = null;  
for (T element : this stream) {      
    if (!foundAny) {          
        foundAny = true;         
        result = element;      
    }     
    else          
        result = accumulator.apply(result, element);  
}  
return foundAny ? Optional.of(result) : Optional.empty();

逻辑就是：

• 第一个元素给定为初始值，然后以此和流内的其他元素进行“计算”并给出结果。
• 由于如果流为空返回的对象可能为空，所有这里使用了Optional进行包装

做个练习，一样是求最大年纪

// 匿名内部类原生写法
Optional<Integer> optional = authors.stream()
    .map(Author::getAge)
    .reduce(new BinaryOperator<Integer>() {
        @Override
        public Integer apply(Integer element, Integer next) {
            return element < next ? next : element;
        }
    });
//  lambda简化
Optional<Integer> optional1 = authors.stream()
    .map(Author::getAge)
    .reduce((element, next) -> element < next ? next : element);
optional.ifPresent(System.out::println);
optional1.ifPresent(System.out::println);

3.4 Stream流的注意事项

• 惰性求值
• 一次性流
• 不会影响原数据

3.4.1 惰性求值

没有任何终结操作，前面的中间操作都不会得到执行和保留。

• 实际开发过程中，由于没有终结操作的stream写法并不会编译报错
• 所以在写代码的时候一定要养成添加终结操作的习惯）

3.4.2 流是一次性的

在进行终结操作后，流会失效（报废。

举个例子：

• 在实际开发过程中，使用stream流应该在调用stream()方法后就使用链式编程直到终结操作
• 如果需要再次操作，就重新调用并生成新的流即可

3.4.3 不会影响原数据

特指是正常操作，而且这也是选择stream流所期望的。

举个例子，在map操作中将年龄+10，其实集合中元素的年龄是不会变化的。

• 在实际开发中，如果是需要对集合的元素进行操作时，则不建议使用stream流
• 使用了stream流也应该尽量避免对集合中的元素进行操作（增删改）