Java之Stream流

Stream流的初步学习

初次学习Stream流的学习笔记,学习之前先了解一下函数式接口

概述

API是一个程序向使用者提供的一些方法,通过这些方法就能实现某些功能.所以对于流API来
说,重点是怎么理解"流"这个概念,所谓的流:就是数据的渠道,所以,流代表的是一个对象的
序列.它和Java I/O类里使用的"流"不同.虽然在概念上与java.util.stream中定义的流是类
似的,但它们是不同的.流API中的流是描述某个流类型的对象.

流API中的流操作的数据源,是数组或者是集合.它本身是不存储数据的,只是移动数据,在移动
过程中可能会对数据进行过滤,排序或者其它操作.但是,一般情况下(绝大数情况下),流操作
本身不会修改数据源.比如,对流排序不会修改数据源的顺序.相反,它会创建一个新的流,其
中包含排序后的结果.

“Stream流”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（fluent
  style）。 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。

获取流

java.util.stream.Stream 是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；
  • default Stream stream()
• Stream 接口的静态方法of 可以获取数组对应的流。
  • static Stream of(T... values)

可以看出,Stream流是与容器相关的.

下面例子演示如何获取Stream流:

package com.wzlove.stream.demo2;

import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * @创建人 王智
 * @创建时间 2018/7/28
 * @描述 演示获取Stream流
 */
public class ConvertStream {

    public static void main(String[] args) {
        // 单列集合根据Collection的stream方法获取流
        // 数组集合
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Stream<String> stream1 = arrayList.stream();
        // set集合
        Set<String> set = new HashSet<>();
        Stream<String> stream2 = set.stream();
        // Map集合不能直接转化为Stream流,但是可以先将Map集合转化为Set集合
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        // map集合转化为Set集合再转化为Stream流
        Stream<String> stream3 = map.keySet().stream();
        Stream<String> stream4 = map.values().stream();
        Stream<Map.Entry<String, String>> stream5 = map.entrySet().stream();

        // 使用第二种方式获取Stream流
        // 传递数组
        Stream<int[]> stream6 = Stream.of(new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9});
        // 传入可变参数
        Stream<Integer> stream7 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
    }
}

Stream的常用方法

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 和forEach 方法。

注意 : Stream流只能被使用一次,再次使用会抛出异常,说流已经关闭.

逐一处理

方法不一一演示,最后统一演示:

• 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。

终结方法,遍历之后就不能再调用Stream流中的其他方法

过滤

• Stream 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。

映射

• Stream 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。

统计个数

• 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）

也是一个终结方法

取用前几个

• Stream limit(long maxSize); 参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。

跳过前几个

• Stream skip(long n); 如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。

组合

• static Stream concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b) :
  如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用Stream 接口的静态方法concat

备注：这是一个静态方法，与java.lang.String 当中的concat 方法是不同的。

演示前几个常用方法:

package com.wzlove.stream.demo2;

import java.util.ArrayList;

/**
 * @创建人 王智
 * @创建时间 2018/7/28
 * @描述 测试Stream流的常用方法
 */
public class StreamUsuallyMethod {

    public static void main(String[] args) {
        // 准备数据
        ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add(5);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(9);
        arrayList.add(1);
        arrayList.add(4);
        arrayList.add(2);
        arrayList.add(3);
        arrayList.add(6);
        arrayList.add(8);
        arrayList.add(7);
        // 测试Stream的forEach方法
        System.out.print("forEach方法的测试 : ");
        arrayList.stream().forEach(elem -> System.out.print(elem + "  "));
        System.out.println();

        // 测试Filter方法
        // 获取集合中大于5的数字
        System.out.print("获取集合中大于5的数字 : ");
        arrayList.stream().filter(elem -> elem > 5).forEach(elem -> System.out.print(elem + "   "));
        System.out.println();
        // 获取集合中大于2小于7的数字
        System.out.print("获取集合中大于2小于7的数字 : ");
        arrayList.stream().filter(elem -> elem > 2).filter(elem -> elem < 7).forEach(elem -> System.out.print(elem + "   "));
        System.out.println();


        // 测试Map方法
        // 将集合转化为String集合
        System.out.print("map方法将int转化为String : ");
        arrayList.stream().map(elem -> String.valueOf(elem)).forEach(elem -> System.out.print(elem + "   "));
        System.out.println();
    }
}

举个例子,使用所有的常用方法:

package com.wzlove.stream.demo2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * @author 王智
 * @date 2018/7/28
 * @描述
 *  1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
 * 2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
 * 3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
 * 4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
 * 5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
 * 6. 根据姓名创建Person 对象；存储到一个新集合中。
 * 7. 打印整个队伍的Person对象信息。
 */
public class StreamDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //第一支队伍
        ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
        one.add("迪丽热巴");
        one.add("宋远桥");
        one.add("苏星河");
        one.add("石破天");
        one.add("石中玉");
        one.add("老子");
        one.add("庄子");
        one.add("洪七公");
        //第二支队伍
        ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
        two.add("古力娜扎");
        two.add("张无忌");
        two.add("赵丽颖");
        two.add("张三丰");
        two.add("尼古拉斯赵四");
        two.add("张天爱");
        two.add("张二狗");
        /*
         *  1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
         * 2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
         * 3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
         * 4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
         * 5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
         * 6. 根据姓名创建Person 对象；存储到一个新集合中。
         * 7. 打印整个队伍的Person对象信息。
         */
        // 直接使用Stream流来完成
        Stream.concat(
                one.stream().filter(elem -> elem.length() == 3).limit(3),
                two.stream().filter(elem -> elem.startsWith("张")).skip(2))
                .map(elem -> new Person(elem))
                .forEach(elem -> System.out.println(elem));
    }
}

方法引用

很少使用

:: 写法就是方法的引用,它的出现是为了简化Lambda的写法.

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

类型有
这些很少用,是要能看懂就行

• 通过对象名引用成员方法(demo1)

    package com.wzlove.method.demo1;
    /*
        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);
    }
    
    package com.wzlove.method.demo1;
    
    public class MethodRerObject {
        //定义一个成员方法,传递字符串,把字符串按照大写输出
        public void printUpperCaseString(String str){
            System.out.println(str.toUpperCase());
        }
    }
  
    package com.wzlove.method.demo1;
    
    /**
     * @author 王智
     * @date 2018/7/28
     * @描述 使用方法引用简化Lambda表达式,对象调用方法
     */
    public class Demo1 {
    
        public static void printString(Printable printable){
            printable.print("java");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
    
            // 简化前的写法
            printString(s->{
                // 创建对象
                MethodRerObject methodRerObject = new MethodRerObject();
                // 调用方法
                methodRerObject.printUpperCaseString(s);
            });
            // 简化后的写法,对象调用方法
            // 前提是对象存在,方法存在
            printString(new MethodRerObject()::printUpperCaseString);
        }
    }
  

• 通过类名称引用静态方法(demo2)

  package com.wzlove.method.demo2;

  /**

  • @author 王智

  • @date 2018/7/28

  • @描述 计算绝对值的接口
    */
    @FunctionalInterface
    public interface Calcable {

    int intAbs(int num);
    }

  package com.wzlove.method.demo2;

  /**

  • @author 王智

  • @date 2018/7/28

  • @描述
    */
    public class Demo2 {

    public static int methodAds(int num, Calcable calcable){
    return calcable.intAbs(num);
    }

    public static void main(String[] args) {
    // Lambda的写法
    int num1 = methodAds(-100,num->Math.abs(num));
    System.out.println(num1);
    // 简化Lambda的写法
    // 前提是类存在,静态方法存在
    int result = methodAds(-100,Math::abs);
    System.out.println(result);
    }
    }

• 通过super引用成员方法

• 通过this引用成员方法

• 类的构造器的使用(demo3)

  package com.wzlove.method.demo3;

  public class Person {
  private String name;

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

  }

  package com.wzlove.method.demo3;
  /*
  定义一个创建Person对象的函数式接口
  */
  @FunctionalInterface
  public interface PersonBuilder {
  //定义一个方法,根据传递的姓名,创建Person对象返回
  Person builderPerson(String name);
  }

  package com.wzlove.method.demo3;

  /**

  • @author 王智

  • @date 2018/7/28

  • @描述
    */
    public class Demo3 {

    public static void buildPerson(String name, PersonBuilder pb){

     Person person = pb.builderPerson(name);
     System.out.println(person.getName());
    

    }

    public static void main(String[] args) {

     buildPerson("杨紫",(name)->{
         return new Person(name);
     });
     // 方法引用
     // 有参构造
     buildPerson("迪丽热巴",Person::new);
    

    }

  }

• 数组的构造器的引用(demo4)

  package com.wzlove.method.demo4;
  /*
  定义一个创建数组的函数式接口
  */
  @FunctionalInterface
  public interface ArrayBuilder {
  //定义一个创建int类型数组的方法,参数传递数组的长度,返回创建好的int类型数组
  int[] builderArray(int length);
  }

  package com.wzlove.method.demo4;

  /**

  • @author 王智

  • @date 2018/7/28

  • @描述
    */
    public class Demo4 {

    public static int[] builderArr(int length, ArrayBuilder ab){

     return ab.builderArray(length);
    

    }

    public static void main(String[] args) {
    int[] arr1 = builderArr(5,length->new int[length]);
    // 创建数组
    int[] arr = builderArr(5,int[] :: new );
    }
    }