Java基础知识09--Stream API详解01

1.Stream 介绍

Java 8 是一个非常成功的版本，这个版本新增的Stream，配合同版本出现的 Lambda ，给我们操作集合（Collection）提供了极大的便利。

Stream将要处理的元素集合看作一种流，在流的过程中，借助Stream API对流中的元素进行操作，比如：筛选、排序、聚合等。

Stream可以由数组或集合创建，对流的操作分为两种：

　　(1) 中间操作，每次返回一个新的流，可以有多个。
　　(2) 终端操作，每个流只能进行一次终端操作，终端操作结束后流无法再次使用。终端操作会产生一个新的集合或值。

元素流在管道中经过中间操作（intermediate operation）的处理，最后由最终操作(terminal operation)得到处理的结果。

+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+
| stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect|
+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+

以上的流程转换为 Java 代码为：

List<Integer> transactionsIds = 
widgets.stream()
             .filter(b -> b.getColor() == RED)
             .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
             .mapToInt(Widget::getWeight)
             .sum();

另外，Stream有几个特性：

• stream不存储数据，而是按照特定的规则对数据进行计算，一般会输出结果。
• stream不会改变数据源，通常情况下会产生一个新的集合或一个值。
• stream具有延迟执行特性，只有调用终端操作时，中间操作才会执行。

 2.Stream的创建

Stream可以通过集合数组创建。

1、通过 java.util.Collection.stream() 方法用集合创建流

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
// 创建一个顺序流
Stream<String> stream = list.stream();
// 创建一个并行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();

2、使用java.util.Arrays.stream(T[] array)方法用数组创建流

int[] array={1,3,5,6,8};
IntStream stream = Arrays.stream(array);

3、使用Stream的静态方法：of()、iterate()、generate()

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);

Stream<Integer> stream2 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 3).limit(4);
stream2.forEach(System.out::println);

Stream<Double> stream3 = Stream.generate(Math::random).limit(3);
stream3.forEach(System.out::println);

stream和parallelStream的简单区分： stream是顺序流，由主线程按顺序对流执行操作，而parallelStream是并行流，内部以多线程并行执行的方式对流进行操作，但前提是流中的数据处理没有顺序要求。例如筛选集合中的奇数，两者的处理不同之处：

如果流中的数据量足够大，并行流可以加快处速度。

除了直接创建并行流，还可以通过parallel()把顺序流转换成并行流：

Optional<Integer> findFirst = list.stream().parallel().filter(x->x>6).findFirst();

3.Stream的使用

在使用stream之前，先理解一个概念：Optional 。

Optional类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。

3.1 遍历/匹配（foreach/find/match）

Stream也是支持类似集合的遍历和匹配元素的，只是Stream中的元素是以Optional类型存在的。Stream的遍历、匹配非常简单。

 案例一：forEach 循环

    public static void main(String[] args) {
        //对集合进行遍历
        List<String> asList = Arrays.asList("you","don't","bird","me","!");
        // 方式一：JDK1.8之前的循环方式
        for (String str : asList) {
            System.out.println(str);
        }
        System.out.println("---------------------2--------------------------");
        // 方式二：使用Stream的forEach方法
        asList.stream().forEach(x-> System.out.println(x));
        System.out.println("---------------------3--------------------------");
        // 方式二：使用Stream的forEach方法简写方式
        asList.stream().forEach(System.out::println);
        //注：其实在数据量小时推荐使用增强for循环，如果在大数据量（大数据分析）下可以使用新的循环

    }

效果图：

案例二：

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 3, 8, 2, 1);

        // 遍历输出符合条件的元素
        list.stream().filter(x -> x > 6).forEach(System.out::println);
        // 匹配第一个
        Optional<Integer> findFirst = list.stream().filter(x -> x > 6).findFirst();
        // 匹配任意（适用于并行流）
        Optional<Integer> findAny = list.parallelStream().filter(x -> x > 6).findAny();
        // 是否包含符合特定条件的元素
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(x -> x < 6);
        System.out.println("匹配第一个值：" + findFirst.get());
        System.out.println("匹配任意一个值：" + findAny.get());
        System.out.println("是否存在大于6的值：" + anyMatch);

    }

执行结果：

7
9
8
匹配第一个值：7
匹配任意一个值：8
是否存在大于6的值：true

3.2 筛选（filter）

筛选，是按照一定的规则校验流中的元素，将符合条件的元素提取到新的流中的操作。

 案例一：筛选出Integer集合中大于7的元素，并打印出来

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(6, 7, 3, 8, 1, 2, 9);
        Stream<Integer> stream = list.stream();
        stream.filter(x -> x > 7).forEach(System.out::println);
    }

执行结果：

8
9

案例二： 筛选员工中工资高于8000的人，并形成新的集合。 形成新集合依赖collect（收集）

案例中使用的员工类：

package com.hztest.domain;


public class Person {
    private String name;  // 姓名
    private int salary; // 薪资
    private int age; // 年龄
    private String sex; //性别
    private String area;  // 地区

    // 构造方法
    public Person(String name, int salary, int age,String sex,String area) {
        this.name = name;
        this.salary = salary;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
        this.area = area;
    }
    // 省略了get和set，请自行添加
}

    public static void main(String[] args) {
        List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
        personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
        personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
        personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));
        personList.add(new Person("Anni", 8200, 24, "female", "New York"));
        personList.add(new Person("Owen", 9500, 25, "male", "New York"));
        personList.add(new Person("Alisa", 7900, 26, "female", "New York"));

        List<String> fiterList = personList.stream().filter(x -> x.getSalary() > 8000).map(Person::getName)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.print("高于8000的员工姓名：" + fiterList);

    }

运行结果：

高于8000的员工姓名：[Tom, Anni, Owen]

3.3 聚合（max/min/count)

max、min、count这些字眼你一定不陌生，没错，在mysql中我们常用它们进行数据统计。Java stream中也引入了这些概念和用法，极大地方便了我们对集合、数组的数据统计工作。

 案例一：获取Integer集合中的最大值。

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 4, 11, 6);

        // 自然排序
        Optional<Integer> max = list.stream().max(Integer::compareTo);
        // 自定义排序
        Optional<Integer> max2 = list.stream().max(new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o1.compareTo(o2);
            }
        });
        System.out.println("自然排序的最大值：" + max.get());
        System.out.println("自定义排序的最大值：" + max2.get());

    }

执行结果：

自然排序的最大值：11
自定义排序的最大值：11

案例二：计算Integer集合中大于6的元素的个数。

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 4, 8, 2, 11, 9);

        long count = list.stream().filter(x -> x > 6).count();
        System.out.println("list中大于6的元素个数：" + count);

    }

执行结果：

list中大于6的元素个数：4

参考文献：https://www.jianshu.com/p/2b40fd0765c3

https://blog.csdn.net/mu_wind/article/details/109516995(重点推荐)

https://blog.csdn.net/princejwg/article/details/105941009(推荐)