Android RxJava使用介绍（三） RxJava的操作符

上一篇文章已经详细讲解了RxJava的创建型操作符，本片文章将继续讲解RxJava操作符，包括：

• Transforming Observables(Observable的转换操作符)
• Filtering Observables(Observable的过滤操作符)

Transforming Observables(Observable的转换操作符)

buffer操作符

buffer操作符周期性地收集源Observable产生的结果到列表中，并把这个列表提交给订阅者，订阅者处理后，清空buffer列表，同时接收下一次收集的结果并提交给订阅者，周而复始。

需要注意的是，一旦源Observable在产生结果的过程中出现异常，即使buffer已经存在收集到的结果，订阅者也会马上收到这个异常，并结束整个过程。

buffer的名字很怪，但是原理很简单，流程图如下：

调用例子如下：

//定义邮件内容
        final String[] mails = new String[]{"Here is an email!", "Another email!", "Yet another email!"};
        //每隔1秒就随机发布一封邮件
        Observable<String> endlessMail = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
                try {
                    if (subscriber.isUnsubscribed()) return;
                    Random random = new Random();
                    while (true) {
                        String mail = mails[random.nextInt(mails.length)];
                        subscriber.onNext(mail);
                        Thread.sleep(1000);
                    }
                } catch (Exception ex) {
                    subscriber.onError(ex);
                }
            }
        }).subscribeOn(Schedulers.io());
        //把上面产生的邮件内容缓存到列表中，并每隔3秒通知订阅者
        endlessMail.buffer(3, TimeUnit.SECONDS).subscribe(new Action1<List<String>>() {
            @Override
            public void call(List<String> list) {

                System.out.println(String.format("You‘ve got %d new messages!  Here they are!", list.size()));
                for (int i = 0; i < list.size(); i++)
                    System.out.println("**" + list.get(i).toString());
            }
        });

运行结果如下：
You’ve got 3 new messages! Here they are!(after 3s)
**Here is an email!
**Another email!
**Another email!
You’ve got 3 new messages! Here they are!(after 6s)
**Here is an email!
**Another email!
**Here is an email!
……

flatMap操作符

flatMap操作符是把Observable产生的结果转换成多个Observable，然后把这多个Observable“扁平化”成一个Observable，并依次提交产生的结果给订阅者。

flatMap操作符通过传入一个函数作为参数转换源Observable，在这个函数中，你可以自定义转换规则，最后在这个函数中返回一个新的Observable，然后flatMap操作符通过合并这些Observable结果成一个Observable，并依次提交结果给订阅者。

值得注意的是，flatMap操作符在合并Observable结果时，有可能存在交叉的情况，如下流程图所示：

调用例子如下：

private Observable<File> listFiles(File f){
        if(f.isDirectory()){
            return Observable.from(f.listFiles()).flatMap(new Func1<File, Observable<File>>() {
                @Override
                public Observable<File> call(File file) {
                    return listFiles(f);
                }
            });
        } else {
            return Observable.just(f);
        }
    }


    @Override
    public void onClick(View v) {
        Observable.just(getApplicationContext().getExternalCacheDir())
                .flatMap(new Func1<File, Observable<File>>() {
                    @Override
                    public Observable<File> call(File file) {
                        //参数file是just操作符产生的结果，这里判断file是不是目录文件，如果是目录文件，则递归查找其子文件flatMap操作符神奇的地方在于，返回的结果还是一个Observable，而这个Observable其实是包含多个文件的Observable的，输出应该是ExternalCacheDir下的所有文件
                        return listFiles(file);
                    }
                })
                .subscribe(new Action1<File>() {
                    @Override
                    public void call(File file) {
                        System.out.println(file.getAbsolutePath());
                    }
                });

    }

concatMap操作符

cancatMap操作符与flatMap操作符类似，都是把Observable产生的结果转换成多个Observable，然后把这多个Observable“扁平化”成一个Observable，并依次提交产生的结果给订阅者。

与flatMap操作符不同的是，concatMap操作符在处理产生的Observable时，采用的是“连接(concat)”的方式，而不是“合并(merge)”的方式，这就能保证产生结果的顺序性，也就是说提交给订阅者的结果是按照顺序提交的，不会存在交叉的情况。

concatMap的流程如下：

concatMap的调用例子与flatMap类似，这里不做重复

switchMap操作符

switchMap操作符与flatMap操作符类似，都是把Observable产生的结果转换成多个Observable，然后把这多个Observable“扁平化”成一个Observable，并依次提交产生的结果给订阅者。

与flatMap操作符不同的是，switchMap操作符会保存最新的Observable产生的结果而舍弃旧的结果，举个例子来说，比如源Observable产生A、B、C三个结果，通过switchMap的自定义映射规则，映射后应该会产生A1、A2、B1、B2、C1、C2，但是在产生B2的同时，C1已经产生了，这样最后的结果就变成A1、A2、B1、C1、C2，B2被舍弃掉了！流程图如下：

以下是flatMap、concatMap和switchMap的运行实例对比：

        //flatMap操作符的运行结果
        Observable.just(10, 20, 30).flatMap(new Func1<Integer, Observable<Integer>>() {
            @Override
            public Observable<Integer> call(Integer integer) {
                //10的延迟执行时间为200毫秒、20和30的延迟执行时间为180毫秒
                int delay = 200;
                if (integer > 10)
                    delay = 180;

                return Observable.from(new Integer[]{integer, integer / 2}).delay(delay, TimeUnit.MILLISECONDS);
            }
        }).observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()).subscribe(new Action1<Integer>() {
            @Override
            public void call(Integer integer) {
                System.out.println("flatMap Next:" + integer);
            }
        });

        //concatMap操作符的运行结果
        Observable.just(10, 20, 30).concatMap(new Func1<Integer, Observable<Integer>>() {
            @Override
            public Observable<Integer> call(Integer integer) {
                //10的延迟执行时间为200毫秒、20和30的延迟执行时间为180毫秒
                int delay = 200;
                if (integer > 10)
                    delay = 180;

                return Observable.from(new Integer[]{integer, integer / 2}).delay(delay, TimeUnit.MILLISECONDS);
            }
        }).observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()).subscribe(new Action1<Integer>() {
            @Override
            public void call(Integer integer) {
                System.out.println("concatMap Next:" + integer);
            }
        });

        //switchMap操作符的运行结果
        Observable.just(10, 20, 30).switchMap(new Func1<Integer, Observable<Integer>>() {
            @Override
            public Observable<Integer> call(Integer integer) {
                //10的延迟执行时间为200毫秒、20和30的延迟执行时间为180毫秒
                int delay = 200;
                if (integer > 10)
                    delay = 180;

                return Observable.from(new Integer[]{integer, integer / 2}).delay(delay, TimeUnit.MILLISECONDS);
            }
        }).observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()).subscribe(new Action1<Integer>() {
            @Override
            public void call(Integer integer) {
                System.out.println("switchMap Next:" + integer);
            }
        });

运行结果如下：
flatMap Next:20
flatMap Next:10
flatMap Next:30
flatMap Next:15
flatMap Next:10
flatMap Next:5

switchMap Next:30
switchMap Next:15

concatMap Next:10
concatMap Next:5
concatMap Next:20
concatMap Next:10
concatMap Next:30
concatMap Next:15

groupBy操作符

groupBy操作符是对源Observable产生的结果进行分组，形成一个类型为GroupedObservable的结果集，GroupedObservable中存在一个方法为getKey()，可以通过该方法获取结果集的Key值（类似于HashMap的key)。

值得注意的是，由于结果集中的GroupedObservable是把分组结果缓存起来，如果对每一个GroupedObservable不进行处理（既不订阅执行也不对其进行别的操作符运算），就有可能出现内存泄露。因此，如果你对某个GroupedObservable不进行处理，最好是对其使用操作符take(0)处理。

groupBy操作符的流程图如下：

调用例子如下：

Observable.interval(1, TimeUnit.SECONDS).take(10).groupBy(new Func1<Long, Long>() {
            @Override
            public Long call(Long value) {
                //按照key为0,1,2分为3组
                return value % 3;
            }
        }).subscribe(new Action1<GroupedObservable<Long, Long>>() {
            @Override
            public void call(GroupedObservable<Long, Long> result) {
                result.subscribe(new Action1<Long>() {
                    @Override
                    public void call(Long value) {
                        System.out.println("key:" + result.getKey() +", value:" + value);
                    }
                });
            }
        });

运行结果如下：
key:0, value:0
key:1, value:1
key:2, value:2
key:0, value:3
key:1, value:4
key:2, value:5
key:0, value:6
key:1, value:7
key:2, value:8
key:0, value:9

map操作符

map操作符是把源Observable产生的结果，通过映射规则转换成另一个结果集，并提交给订阅者进行处理。

map操作符的流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1,2,3,4,5,6).map(new Func1<Integer, Integer>() {
            @Override
            public Integer call(Integer integer) {
                //对源Observable产生的结果，都统一乘以3处理
                return integer*3;
            }
        }).subscribe(new Action1<Integer>() {
            @Override
            public void call(Integer integer) {
                System.out.println("next:" + integer);
            }
        });

运行结果如下：
next:3
next:6
next:9
next:12
next:15
next:18

cast操作符

cast操作符类似于map操作符，不同的地方在于map操作符可以通过自定义规则，把一个值A1变成另一个值A2，A1和A2的类型可以一样也可以不一样；而cast操作符主要是做类型转换的，传入参数为类型class，如果源Observable产生的结果不能转成指定的class，则会抛出ClassCastException运行时异常。

cast操作符的流程图如下：

调用例子如下：

        Observable.just(1,2,3,4,5,6).cast(Integer.class).subscribe(new Action1<Integer>() {
            @Override
            public void call(Integer value) {
                System.out.println("next:"+value);
            }
        });

运行结果如下：
next:1
next:2
next:3
next:4
next:5
next:6

scan操作符

scan操作符通过遍历源Observable产生的结果，依次对每一个结果项按照指定规则进行运算，计算后的结果作为下一个迭代项参数，每一次迭代项都会把计算结果输出给订阅者。

scan操作符的流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1, 2, 3, 4, 5)
    .scan(new Func2<Integer, Integer, Integer>() {
        @Override
        public Integer call(Integer sum, Integer item) {
            //参数sum就是上一次的计算结果
            return sum + item;
        }
    }).subscribe(new Subscriber<Integer>() {
        @Override
        public void onNext(Integer item) {
            System.out.println("Next: " + item);
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            System.err.println("Error: " + error.getMessage());
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
            System.out.println("Sequence complete.");
        }
    });

运行结果如下：
Next: 1
Next: 3
Next: 6
Next: 10
Next: 15
Sequence complete.

window操作符

window操作符非常类似于buffer操作符，区别在于buffer操作符产生的结果是一个List缓存，而window操作符产生的结果是一个Observable，订阅者可以对这个结果Observable重新进行订阅处理。

window操作符有很多个重载方法，这里只举一个简单的例子，其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.interval(1, TimeUnit.SECONDS).take(12)
                .window(3, TimeUnit.SECONDS)
                .subscribe(new Action1<Observable<Long>>() {
                    @Override
                    public void call(Observable<Long> observable) {
                        System.out.println("subdivide begin......");
                        observable.subscribe(new Action1<Long>() {
                            @Override
                            public void call(Long aLong) {
                                System.out.println("Next:" + aLong);
                            }
                        });
                    }
                });

运行结果如下：
subdivide begin……
Next:0
Next:1
subdivide begin……
Next:2
Next:3
Next:4
subdivide begin……
Next:5
Next:6
Next:7
subdivide begin……
Next:8
Next:9
Next:10
subdivide begin……
Next:11

Filtering Observables(Observable的过滤操作符)

debounce操作符

debounce操作符对源Observable每产生一个结果后，如果在规定的间隔时间内没有别的结果产生，则把这个结果提交给订阅者处理，否则忽略该结果。

值得注意的是，如果源Observable产生的最后一个结果后在规定的时间间隔内调用了onCompleted，那么通过debounce操作符也会把这个结果提交给订阅者。

debounce操作符的流程图如下：

调用例子如下：

Observable.create(new Observable.OnSubscribe<Integer>() {
            @Override
            public void call(Subscriber<? super Integer> subscriber) {
                if(subscriber.isUnsubscribed()) return;
                try {
                    //产生结果的间隔时间分别为100、200、300...900毫秒
                    for (int i = 1; i < 10; i++) {
                        subscriber.onNext(i);
                        Thread.sleep(i * 100);
                    }
                    subscriber.onCompleted();
                }catch(Exception e){
                    subscriber.onError(e);
                }
            }
        }).subscribeOn(Schedulers.newThread())
          .debounce(400, TimeUnit.MILLISECONDS)  //超时时间为400毫秒
          .subscribe(
                new Action1<Integer>() {
                    @Override
                    public void call(Integer integer) {
                        System.out.println("Next:" + integer);
                    }
                }, new Action1<Throwable>() {
                    @Override
                    public void call(Throwable throwable) {
                        System.out.println("Error:" + throwable.getMessage());
                    }
                }, new Action0() {
                    @Override
                    public void call() {
                        System.out.println("completed!");
                    }
                });

运行结果如下：
Next:4
Next:5
Next:6
Next:7
Next:8
Next:9
completed!

distinct操作符

distinct操作符对源Observable产生的结果进行过滤，把重复的结果过滤掉，只输出不重复的结果给订阅者，非常类似于SQL里的distinct关键字。

distinct操作符的流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1, 2, 1, 1, 2, 3)
          .distinct()
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
        @Override
        public void onNext(Integer item) {
            System.out.println("Next: " + item);
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            System.err.println("Error: " + error.getMessage());
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
            System.out.println("Sequence complete.");
        }
    });

运行结果如下：
Next: 1
Next: 2
Next: 3
Sequence complete.

elementAt操作符

elementAt操作符在源Observable产生的结果中，仅仅把指定索引的结果提交给订阅者，索引是从0开始的。其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1,2,3,4,5,6).elementAt(2)
          .subscribe(
                new Action1<Integer>() {
                    @Override
                    public void call(Integer integer) {
                        System.out.println("Next:" + integer);
                    }
                }, new Action1<Throwable>() {
                    @Override
                    public void call(Throwable throwable) {
                        System.out.println("Error:" + throwable.getMessage());
                    }
                }, new Action0() {
                    @Override
                    public void call() {
                        System.out.println("completed!");
                    }
                });

运行结果如下：
Next:3
completed!

filter操作符

filter操作符是对源Observable产生的结果按照指定条件进行过滤，只有满足条件的结果才会提交给订阅者，其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1, 2, 3, 4, 5)
          .filter(new Func1<Integer, Boolean>() {
              @Override
              public Boolean call(Integer item) {
                return( item < 4 );
              }
          }).subscribe(new Subscriber<Integer>() {
        @Override
        public void onNext(Integer item) {
            System.out.println("Next: " + item);
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            System.err.println("Error: " + error.getMessage());
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
            System.out.println("Sequence complete.");
        }
    });

运行结果如下：
Next: 1
Next: 2
Next: 3
Sequence complete.

ofType操作符

ofType操作符类似于filter操作符，区别在于ofType操作符是按照类型对结果进行过滤，其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1, "hello world", true, 200L, 0.23f)
          .ofType(Float.class)
          .subscribe(new Subscriber<Object>() {
              @Override
              public void onNext(Object item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Next: 0.23
Sequence complete.

first操作符

first操作符是把源Observable产生的结果的第一个提交给订阅者，first操作符可以使用elementAt(0)和take(1)替代。其流程图如下：

调用例子如下：

        Observable.just(1,2,3,4,5,6,7,8)
          .first()
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Next: 1
Sequence complete.

single操作符

single操作符是对源Observable的结果进行判断，如果产生的结果满足指定条件的数量不为1，则抛出异常，否则把满足条件的结果提交给订阅者，其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1,2,3,4,5,6,7,8)
          .single(new Func1<Integer, Boolean>() {
              @Override
              public Boolean call(Integer integer) {
                  //取大于10的第一个数字
                  return integer>10;
              }
          })
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Error: Sequence contains no elements

last操作符

last操作符把源Observable产生的结果的最后一个提交给订阅者，last操作符可以使用takeLast(1)替代。其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1, 2, 3)
          .last()
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
        @Override
        public void onNext(Integer item) {
            System.out.println("Next: " + item);
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            System.err.println("Error: " + error.getMessage());
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
            System.out.println("Sequence complete.");
        }
    });

运行结果如下：
Next: 3
Sequence complete.

ignoreElements操作符

ignoreElements操作符忽略所有源Observable产生的结果，只把Observable的onCompleted和onError事件通知给订阅者。ignoreElements操作符适用于不太关心Observable产生的结果，只是在Observable结束时(onCompleted)或者出现错误时能够收到通知。

ignoreElements操作符的流程图如下：

调用例子如下：

        Observable.just(1,2,3,4,5,6,7,8).ignoreElements()
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Sequence complete.

sample操作符

sample操作符定期扫描源Observable产生的结果，在指定的时间间隔范围内对源Observable产生的结果进行采样，其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.create(new Observable.OnSubscribe<Integer>() {
            @Override
            public void call(Subscriber<? super Integer> subscriber) {
                if(subscriber.isUnsubscribed()) return;
                try {
                    //前8个数字产生的时间间隔为1秒，后一个间隔为3秒
                    for (int i = 1; i < 9; i++) {
                        subscriber.onNext(i);
                        Thread.sleep(1000);
                    }
                    Thread.sleep(2000);
                    subscriber.onNext(9);
                    subscriber.onCompleted();
                } catch(Exception e){
                    subscriber.onError(e);
                }
            }
        }).subscribeOn(Schedulers.newThread())
          .sample(2200, TimeUnit.MILLISECONDS)  //采样间隔时间为2200毫秒
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Next: 3
Next: 5
Next: 7
Next: 8
Sequence complete.

skip操作符

skip操作符针对源Observable产生的结果，跳过前面n个不进行处理，而把后面的结果提交给订阅者处理，其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1,2,3,4,5,6,7).skip(3)
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Next: 4
Next: 5
Next: 6
Next: 7
Sequence complete.

skipLast操作符

skipLast操作符针对源Observable产生的结果，忽略Observable最后产生的n个结果，而把前面产生的结果提交给订阅者处理，

值得注意的是，skipLast操作符提交满足条件的结果给订阅者是存在延迟效果的，看以下流程图即可明白：

可以看到skipLast操作符把最后的天蓝色球、蓝色球、紫色球忽略掉了，但是前面的红色球等并不是源Observable一产生就直接提交给订阅者，这里有一个延迟的效果。

调用例子如下：

Observable.just(1,2,3,4,5,6,7).skipLast(3)
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Next: 1
Next: 2
Next: 3
Next: 4
Sequence complete.

take操作符

take操作符是把源Observable产生的结果，提取前面的n个提交给订阅者，而忽略后面的结果，其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
          .take(4)
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
        @Override
        public void onNext(Integer item) {
            System.out.println("Next: " + item);
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            System.err.println("Error: " + error.getMessage());
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
            System.out.println("Sequence complete.");
        }
    });

运行结果如下：
Next: 1
Next: 2
Next: 3
Next: 4
Sequence complete.

takeFirst操作符

takeFirst操作符类似于take操作符，同时也类似于first操作符，都是获取源Observable产生的结果列表中符合指定条件的前一个或多个，与first操作符不同的是，first操作符如果获取不到数据，则会抛出NoSuchElementException异常，而takeFirst则会返回一个空的Observable，该Observable只有onCompleted通知而没有onNext通知。

takeFirst操作符的流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1,2,3,4,5,6,7).takeFirst(new Func1<Integer, Boolean>() {
            @Override
            public Boolean call(Integer integer) {
                //获取数值大于3的数据
                return integer>3;
            }
        })
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Next: 4
Sequence complete.

takeLast操作符

takeLast操作符是把源Observable产生的结果的后n项提交给订阅者，提交时机是Observable发布onCompleted通知之时。其流程图如下：

调用例子如下：

Observable.just(1,2,3,4,5,6,7).takeLast(2)
          .subscribe(new Subscriber<Integer>() {
              @Override
              public void onNext(Integer item) {
                  System.out.println("Next: " + item);
              }

              @Override
              public void onError(Throwable error) {
                  System.err.println("Error: " + error.getMessage());
              }

              @Override
              public void onCompleted() {
                  System.out.println("Sequence complete.");
              }
          });

运行结果如下：
Next: 6
Next: 7
Sequence complete.

不知不觉介绍了那么多操作符，篇幅有点长了，下回继续介绍其他的操作符，敬请期待！