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Java 之 Stream 流

时间:2019-10-01 11:55:00      阅读:74      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:nts   特征   遍历   根据   fonts   一个   基本   返回   ring   

Stream流

  Java 8中,得益于Lambda所带来的函数式编程,引入了一个全新的Stream概念,用于解决已有集合类库既有的弊端

一、传统遍历

  1、传统集合的多步遍历代码

     几乎所有的集合(如 Collection 接口或 Map 接口等)都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,除了必需的添加、删除、获取外,最典型的就是集合遍历。例如:

 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.List;
 3 
 4 public class Demo01ForEach {
 5         public static void main(String[] args) {
 6             List<String> list = new ArrayList<>();
 7             list.add("张无忌");
 8             list.add("周芷若");
 9             list.add("赵敏");
10             list.add("张强");
11             list.add("张三丰");
12             for (String name : list) {
13                 System.out.println(name);
14             }
15         }
16 }

 

 

  2、循环遍历的弊端

     Java 8Lambda让我们可以更加专注于做什么What),而不是怎么做How),这点此前已经结合内部类进行了对比说明。现在,我们仔细体会一下上例代码,可以发现

      •  for循环的语法就是“怎么做”;
      •    for循环的循环体才是“做什么”

      为什么使用循环?因为要进行遍历。但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。

      试想一下,如果希望对集合中的元素进行筛选过滤:

      ① 将集合A根据条件一过滤为子集B;

      ② 然后再根据条件二过滤为子集C;

     Java8 之前的做法:

 

 1 import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.List;
 3     public class Demo02NormalFilter {
 4         public static void main(String[] args) {
 5             List<String> list = new ArrayList<>();
 6             list.add("张无忌");
 7             list.add("周芷若");
 8             list.add("赵敏");
 9             list.add("张强");
10             list.add("张三丰");
11             List<String> zhangList = new ArrayList<>();
12             for (String name : list) {
13                 if (name.startsWith("张")) {
14                     zhangList.add(name);
15                 }
16             } 
17             List<String> shortList = new ArrayList<>();
18             for (String name : zhangList) {
19                 if (name.length() == 3) {
20                     shortList.add(name);
21                 }
22             } 
23             for (String name : shortList) {
24                 System.out.println(name);
25             }
26         }
27     }

    这段代码中含有三个循环,每一个作用不同: 

     ① 首先筛选出所有姓张的人;

     ② 然后筛选名字有三个字的人;

     ③ 最后进行对结果进行打印输出。

     每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么?

    不是。循环是做事情的方式,而不是目的。另一方面,使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历,只能再使用另一个循环从头开始。

  3、Stream 的更优写法

      使用Java8的Stream API,代码实现:

 1  import java.util.ArrayList;
 2 import java.util.List;
 3 
 4     public class Demo03StreamFilter {
 5         public static void main(String[] args) {
 6             List<String> list = new ArrayList<>();
 7             list.add("张无忌");
 8             list.add("周芷若");
 9             list.add("赵敏");
10             list.add("张强");
11             list.add("张三丰");
12             list.stream()
13                     .filter(s -> s.startsWith("张"))
14                     .filter(s -> s.length() == 3)
15                     .forEach(System.out::println);
16         }
17     }

 

  直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义:获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印

  代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历,我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。

二、流式思想概述

  整体来看,流式思想类似于工厂车间的生产流水线”。

  当需要对多个元素进行操作(特别是多步操作)的时候,考虑到性能及便利性,应该首先拼好一个模型步骤方案,然后再按照方案去执行它。
  技术图片

 

   这张图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作,这是一种集合元素的处理方案,而方案就是一种函数模型

   图中的每一个方框都是一个,调用指定的方法,可以从一个流模型转换为另一个流模型。而最右侧的数字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 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的延迟执行特性 。

   注意:“Stream其实是一个集合元素的函数模型,它并不是集合,也不是数据结构,其本身并不存储任何元素(或其地址值)。 

  Stream(流)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操作还有两个基础的特征:

    •  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(fluentstyle)。 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,流可以直接调用遍历方法。

   当使用一个流的时候,通常包括三个基本步骤:获取一个数据源(source数据转换执行操作获取想要的结果,每次转换原有 Stream 对象不改变,返回一个新的 Stream 对象(可以有多次转换),这就允许对其操作可以像链条一样排列,变成一个管道。

三、获取流

  java.util.stream.Stream<T> 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;
    •    Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流

  1、根据 Collection 获取流

      java.util.Collection 接口中加入了default方法 stream 用来获取流,所以其所有实现类均可获取流。

      Demo:

 1 import java.util .*;
 2 import java.util.stream.Stream;
 3 
 4     public class Demo04GetStream {
 5         public static void main(String[] args) {
 6             List<String> list = new ArrayList<>();
 7             // ...
 8             Stream<String> stream1 = list.stream();
 9             Set<String> set = new HashSet<>();
10             // ...
11             Stream<String> stream2 = set.stream();
12             Vector<String> vector = new Vector<>();
13             // ...
14             Stream<String> stream3 = vector.stream();
15         }
16     }

 

  2、根据 Map 获取流

     java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口,且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征,所以获取对应的流需要分keyvalueentry等情况:

     Demo:

 1 import java.util.HashMap;
 2 import java.util.Map;
 3 import java.util.stream.Stream;
 4 
 5     public class Demo05GetStream {
 6         public static void main(String[] args) {
 7             Map<String, String> map = new HashMap<>();
 8             // ...
 9             Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
10             Stream<String> valueStream = map.values().stream();
11             Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
12         }
13     }

 

      

  3、根据数组获取流

      如果使用的不是集合或映射而是数组,由于数组对象不可能添加默认方法,所以 Stream 接口中提供了静态方法of ,使用很简单:

      Demo:

1  import java.util.stream.Stream;
2 
3     public class Demo06GetStream {
4         public static void main(String[] args) {
5             String[] array = {"张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元"};
6             Stream<String> stream = Stream.of(array);
7         }
8     }

 

   注意: of 方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。

 

四、常用方法

  流模型的操作很丰富,这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种:

    •  延迟方法:返回值类型仍然是 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:返回值类型不再是 Stream 接口自身类型的方法,因此不再支持类似 StringBuilder 那样的链式调用。本小节中,终结方法包括 count forEach 方法。

  1、逐一处理:forEach

    虽然方法名字叫 forEach ,但是与for循环中的“for-each”昵称不同。

void forEach(Consumer<? super T> 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

java.util.function.Consumer<T>接口是一个消费型接口。
Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t),意为消费一个指定泛型的数据。

      基本使用:

1 import java.util.stream.Stream;
2   public class Demo12StreamForEach {
3       public static void main(String[] args) {
4           Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
5           stream.forEach(name‐> System.out.println(name));
6     }
7   }

 

  2、过滤:filter

    可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名:

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

    该接口接收一个 Predicate 函数式接口参数(可以是一个Lambda或方法引用)作为筛选条件。

    Predicate 接口:

boolean test(T t);

    该方法将会产生一个boolean值结果,代表指定的条件是否满足。如果结果为true,那么Stream流的 filter 方法将会留用元素;如果结果为false,那么 filter 方法将会舍弃元素。

    基本使用:

1 import java.util.stream.Stream;
2     public class Demo07StreamFilter {
3         public static void main(String[] args) {
4             Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
5             Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
6         }
7     }

 

    在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件:必须姓张

  3、映射:map

    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。方法签名:

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> 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 接口:

R apply(T t);

        这可以将一种T类型转换成为R类型,而这种转换的动作,就称为映射

    基本使用:

1 import java.util.stream.Stream;
2     public class Demo08StreamMap {
3     public static void main(String[] args) {
4       Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
5       Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str));
6     }
7   }

 

    这段代码中, map 方法的参数通过方法引用,将字符串类型转换成为了int类型(并自动装箱为 Integer 类对象)。

  4、统计个数:count

    正如旧集合 Collection 当中的 size 方法一样,流提供 count 方法来数一数其中的元素个数:

long count();

    该方法返回一个long值代表元素个数(不再像旧集合那样是int值)。

    基本使用: 

1 import java.util.stream.Stream;
2   public class Demo09StreamCount {
3     public static void main(String[] args) {
4       Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
5       Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
6       System.out.println(result.count()); // 2
7     }
8   }

 

  5、

  6、

  7、

  8、

五、案例

六、

Java 之 Stream 流

标签:nts   特征   遍历   根据   fonts   一个   基本   返回   ring   

原文地址:https://www.cnblogs.com/niujifei/p/11614861.html

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