Stream和方法引用

1.Stream流

1.for循环带来的弊端

• 在jdk8中，lambda专注于做什么，而不是怎么做
• for循环的语法就是怎么做
• for循环的循环体才是做什么

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。

集合存储案列：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo{
    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("赵强");
        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 str:list){
            if(str.startsWidth("张")){
                listA.add(str);
            }
        }
        //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);
            }
        }
    }
}

2.使用Stream的更优写法

    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    
    public class Demo{
        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("赵强");
            list.add("张三丰");
    
            list.stream()
                    .filter(s -> s.startsWith("张"))
                    .filter(s -> s.length() == 3)
                    .forEach(System.out::println);
        }
    }

流思想

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，二十按需计算。
• 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省。着多个操作可以串联一个管道，如同流式风格，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：以前对集合变量都是通过Iterator或者是增强for循环的方式，显示在集合外部进行迭代，这种就是外部迭代。Stream提供了内部迭代的方式，流可以直接调用遍历方法。

• 使用流的步骤

  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。

3.获取流

获取一个流的方法非常简单，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<E> stream()
• Stream接口的静态方法of可以获取数据对应的流。
  • static <T> Stream<T> of(T.. values)
  • 参数是一个可变参数，那么可以传递一个数组

    public class Demo{
        public static void main(String[] args){
            // 把集合转为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，春初到Set集合中
            Set<String> KeySet = map.KeySet();
            Stream<String> stream3 = KeySet.stream();
            //获取值，存储带一个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(1,2,3,4,5,6);
            //可变参数传递数组
            Integer[] arr = {1,2,3,4,5,6};
            Stream<Integer> stream7 = Stream.of(arr);
            Strng[] arr2 = {"a", "bn", "cd"};
            Stream<String> stream8 = Stream.of(arr2);
        }
    }

4.常用方法

forEach方法

Stream流常用方法 forEach

• void forEach(Consumer<? super T> action):
• 该方法节后一个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 Demo{
        public class void main(String[] args){
            // 获取一个Stream流
            Stream<String> stream = Stream.of("张三","李四","王五","赵六","田七");
            // 使用stream流中的方法forEach对Stream流中的数据进行遍历
            /* stream.forEach((String name)->{
            	System.out.println(name);
            });*/
            stream.forEach(name->system.out.println(name));
        }
    }

filter方法

用于对Stream流中的数据进行过滤

• Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
• filter方法中的参数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 Demo{
        public static void main(String[] args){
            // 创建一个Stream流
            Stream<String> stream = Stream.of("张三丰", "张翠山", "赵敏", "周芷若", "张无忌");
            // 对Stream中的元素进行过滤，只要姓张的人
            Stream<String> stream2 = stream.filter((String name)->{return name.stratsWith("张");});
            // 遍历Stream2
            stream2.forEach(name->System.out.println(name));
            /*
             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,就会关闭了
                所以第一个Stream流就不能再调用方法了
                IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
            */
            // 遍历stream流
            stream.forEach(name-> System.out.println(name));
        }
    }

map方法

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
• <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类型转换为另一种R数据的流
• Function的抽象方法
  • R apply(T t);

    public class Demo{
        public static void main(String[] args){
            // 获取一个String类型的Stream流
            Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3", "4");
            // 使用map方法,把字符串类型的整数，转换为Integer类型的整数
            Stream<Integer> stream2 = stream.map((String s)-> {return Integer.parseInt(s);});
            // 变量stream2
            stream2.forEach(i -> System.out.println(i));
        }
    }

count 方法

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，只能使用一次，使用完之后，不可以使用流的其他方法

    public class Demo{
        public static void main(String[] args){
            //获取一个Stream流
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            list.add(1);
            list.add(2);
            list.add(3);
            list.add(4);
            Stream<Integer> Stream = list.stream();
            long count = stream.count();
            System.out.println(count); // 4
        }
    }

limit方法

用于截取流中的元素

• limit方法可以对流进行截取，支取前n个
• Stream<T> limit(long maxSize);
  • 参数是一个int类型。如果当前的长度大于参数则进行截取， 否则不进行截取
• 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 Demo{
        public static void main(String[] args){
            // 获取一个Stream流
            String[] arr = {"美羊羊","喜洋洋","懒洋洋","灰太狼","红太狼"};
            Stream<String> stream = Stream.of(arr);
            // 使用limit放啊进行截取，只要前三个元素
            Stream<String> stream2 = stream.limit(3);
            // 遍历操作
            stream2.forEach(name->System.out.println(name));
        }
    }

skip方法

用于跳过元素，截取后面的元素

• 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<T> skip(long n);
  • 如果流的当前长度大于n，则跳过钱n个， 否则得到一个长度为0的空流.

    public class Demo{
        public static void main(String[] args){
            // 获取一个Stream流
            String[] arr = {"美羊羊","喜洋洋","懒洋洋","灰太狼","红太狼"};
            Stream<String> stream = Stream.of(arr);
            // 使用skip方法跳过前面三个元素
            Stream<String> stream2 = stream.skip(3);
            // 遍历stream2
            stream2.forEach(name-> System.out.println(name));
        }
    }

concat方法

用于把流组合在一起

• 如果有两个流，希望合并成一个流，那么可以使用Stream接口的静态方法concat
• static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T>b)

    public class Demo{
        public static void main(String[] args){
            //创建一个Stream流
            Stream<String> stream1 = Stream.of("张三丰", "张翠山", "赵敏", "周芷若", "张无忌");
            // 获取一个Stream流
            String[] arr = {"美羊羊","喜洋洋","懒洋洋","灰太狼","红太狼"};
            Stream<String> stream2 = Stream.of(arr);
            // 把以上两个流组成为一个流
            Stream<String> concat = Stream.concat(stream1, stream2);
            concat.forEach(name->System.out.println(name));
        }
    }

2.方法引用

1.冗余的Lambda

定义一个打印的函数式接口

@FunctionalInterface
public interface Printable {
    //定义字符串的抽象方法
    void print(String s);
}

打印字符串

public class Demo{
    // 定义一个方法，参数传递的是Printable的接口，对字符串进行打印
    public static void printString(Printable p){
        p.print("hello world");
    }
    public static void main(String[] args){
       //调用printString方法，方法的参数Printable是一个函数式的接口，所以可以传递lambda函数
        printString((s)->{
            System.out.println(s);
        });
    /*
            分析:
                Lambda表达式的目的,打印参数传递的字符串
                把参数s,传递给了System.out对象,调用out对象中的方法println对字符串进行了输出
                注意:
                    1.System.out对象是已经存在的
                    2.println方法也是已经存在的
                所以我们可以使用方法引用来优化Lambda表达式
                可以使用System.out方法直接引用(调用)println方法
         */
        printString(System.out::println);    
    }  
}

2.分析

这段代码的问题在于，对字符串进行控制台打印输出的操作方案，明明已经有了现成的实现，那就是 System.out 对象中的 println(String) 方法。既然Lambda希望做的事情就是调用 println(String) 方法，那何必自己手动调 用呢？

3.使用方法引用

public class Demo{
	public static void printString(Printable p){
        p.print("Hello world");
    }
    public static void main(String[] args){
        // 调用方法使用方法的引用
        printString(System.out::println);
    }
}

4.方法引用符

双冒号:: 为引用运算符，称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中，name我们可以使用双冒号来引用该方法作为lambda的替代者。

语法分析

例如上例中， System.out 对象中有一个重载的 println(String) 方法恰好就是我们所需要的。那么对于

printString 方法的函数式接口参数，对比下面两种写法，完全等效：

• Lambda表达式写法： s -> System.out.println(s);
• 方法引用写法： System.out::println

第一种语义是指：拿到参数之后经Lambda之手，继而传递给 System.out.println 方法去处理。

第二种等效写法的语义是指：直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda。两种写法的执行效果完全一

样，而第二种方法引用的写法复用了已有方案，更加简洁。

注:Lambda 中 传递的参数 一定是方法引用中 的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常

5.通过对象名引用成员方法

定义类

public class MethodRefObject{
    public void printUpperCase(String str){
        System.out.println(str.toUpperCase());
    }
}

函数式接口定义

@FunctionalInterface
public interface Printable{
    void print(String str);
}

那么当需要使用这个printUpperCase成员方法来代替Printable接口的Lambda的时候，已经具有了MethodRefObject类的对象实例。则可以通过对象名引用成员方法，代码：

/*
通过对象名引用成员方法
使用前提：
	对象名是已经存在的，成员方法也存在
*/
public class Demo{
    // 定义一个方法，方法的参数传递Printable接口
    public static void printString(Ptrintable p){
        p.print("hello");
    }
    public static void main(String[] args){
        // 创建MethodRerObject对象
        MethodRerObject obj = new MethodRerObject();
        printString(obj::printUpperCaseString);
    }
}

6.通过类名称引用静态方法

由于在java.lang.Math类中已经存在存在了静态方法abs，所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时，有两种写法。

函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface Calcable{
    int calc(int num);
}


public class Demo{
    public static int method(int number, Calcable c){
        return c.calsAbs(number);
    }
    public static void main(String[] args){
        // 调用method方法，传递计算绝对值
        int number = method(-10, Math::abs);
        System.out.println(number2);
    }
}

7.通过super引用成员方法

定义见面的函数式接口

@FunctionalInterface
public interface Greetable{
    //定义一个见面的方法
    void greet();
}

定义父类

public class Human{
    //定义一个sayHello的方法
    public void sayHello(){
        System.out.println("hello,我是Human");
    }
}

定义子类

public class Man extends Human{
    //子类重写父类的sayHello方法
    @Override
    public void sayHello(){
        System.out.println("hello 我是Man");
    }
    //定义一个方法参数传递Greetable接口
    public void method(Greetable g){
        g.greet();
    }
    public void show(){
        method(super::sayHello);
    }
    public static void main(String[] args){
        new Man().show();
    }
}
// hello 我是Human

8.通过this引用成员方法

定义购买的函数式接口

@FunctionalInterface
public interface Richable{
    // 定义一个想买什么就买什么的方法
    void buy();
}

定义一个类

使用this引用本类的成员方法

public class Husband{
    // 定义一个买房子的方法
    public void buyHouse(){
        System.out.println("北京二环买一套四合院");
    }
    // 定义一个结婚的方法参数传递Richable接口
    public void marry(Richable r){
        r.buy();
    }
    //定义一个非常高兴的方法
    public void soHappy(){
        marry(this::buyHouse);
    }
    public static void main(String[] args){
        new Husband().soHappy();
    }
}

9.类的构造器引用

由于构造器的名称与类名完全一样，并不固定。所以构造器引用使用 类名称::new 的格式表示

定义Person类

public class Person{
    private String name;
    public Person(String name){
        this.name=name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
}

Person对象的函数式接口

@FunctionalInterface
public interface PersonBuilder{
    Person builderPerson(String name);
}

Demo

public class Demo{
    //定义一个方法，传递的是姓名和PersonBuilder接口，方法中通过姓名创建Person对象
    public static void printName(String name, PersonBuilder pb){
        Person person = pb.builderPersom(name);
        System.out.println(person.getName());
    }
    public static void main(String[] args){
        /*构造方法new Person(String name) 已知
            创建对象已知 new
            就可以使用Person引用new创建对象*/
        //使用Person类的带参构造方法,通过传递的姓名创建对象
        printName("古力娜扎", Person::new);
    }
}

10.数组的构造器引用

数组也是 Object 的子类对象，所以同样具有构造器，只是语法稍有不同。

定义一个创建数组的函数式接口

@FunctionalInterface
public class ArrayBuilder{
    //定义一个创建int类型数组的方法，参数传递的是数组的长度，返回创建的int类型数组
    int[] builderArray(int length);
}

Demo

public class Demo{
    /*
        定义一个方法
        方法的参数传递创建数组的长度和ArrayBuilder接口
        方法内部根据传递的长度使用ArrayBuilder中的方法创建数组并返回
     */
    public static int[] createArray(int length, ArrayBuilder ab){
        return ab.builderArray(length);
    }
    public static void main(String[] args){
       /*
            使用方法引用优化Lambda表达式
            已知创建的就是int[]数组
            数组的长度也是已知的
            就可以使用方法引用
            int[]引用new,根据参数传递的长度来创建数组
         */
        int[] array = createArray(10, int[]::new);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        System.out.println(array.length);
    }
}