一、传统集合的多步遍历代码
public class Demo01ForEach { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); for (String name : list) { System.out.println(name); } } }
这是一段非常简单的集合遍历操作:对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。
循环遍历的弊端
Java 8的Lambda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。
那怎么办?在Java 8之前的做法可能为:
public class Demo02NormalFilter { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); List<String> zhangList = new ArrayList<>(); for (String name : list) { if (name.startsWith("张")) { zhangList.add(name); } } List<String> shortList = new ArrayList<>(); for (String name : zhangList) { if (name.length() == 3) { shortList.add(name); } } for (String name : shortList) { System.out.println(name); } } }
这段代码中含有三个循环,每一个作用不同:
1. 首先筛选所有姓张的人;
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。
那,Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢?
public class Demo03StreamFilter { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); list.stream() .filter(s ‐> s.startsWith("张")) .filter(s ‐> s.length() == 3) .forEach(System.out::println); } }
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
注意:请暂时忘记对传统IO流的固有印象!
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,我们应该首先拼好一个“模型”步骤方案,然后再按照方案去执行它。
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“流”,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。
备注:“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(flfluentstyle)。 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。
一、流与集合相比的优点
二、流的延迟执行特点
三、通过集合、映射map或数组获取流
java.util.stream.Stream<T>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(List和Set)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
public class Demo04GetStream { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); // ... Stream<String> stream1 = list.stream(); Set<String> set = new HashSet<>(); // ... Stream<String> stream2 = set.stream(); Vector<String> vector = new Vector<>(); // ... Stream<String> stream3 = vector.stream(); } }
2、根据Map获取流
public class Demo05GetStream { public static void main(String[] args) { Map<String, String> map = new HashMap<>(); // ... Stream<String> keyStream = map.keySet().stream(); Stream<String> valueStream = map.values().stream(); Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream(); } }
3、根据数组获取流
public class Demo06GetStream { public static void main(String[] args) { String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" }; Stream<String> stream = Stream.of(array); } }
备注: of 方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。
四、掌握常用的流操作
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。
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。
public class Demo12StreamForEach { public static void main(String[] args) { Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); stream.forEach(name‐> System.out.println(name)); } }
2、过滤:fifilter
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。
此前我们已经学习过 java.util.stream.Predicate 函数式接口,其中唯一的抽象方法为:
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。
Stream流中的filter方法基本使用的代码如:
public class Demo07StreamFilter { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张")); } }
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。
此前我们已经学习过 java.util.stream.Function函数式接口,其中唯一的抽象方法为:
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”。
Stream流中的map方法基本使用的代码如:
public class Demo08StreamMap { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18"); Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str)); } }
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)。
抽取内容,生成集合
首先先初始化一些数据:
// 表达式: personList.add(new Person(String name, Integer age, Integer sex)); // 初始化数据 personList.add(new Person("张三", 18, 1)); personList.add(new Person("李四", 20, 2)); personList.add(new Person("王五", 16, 2)); personList.add(new Person("赵六", 32, 1)); personList.add(new Person("陆七", 19, 1));
取出对象集合中的姓名,并生成List集合,代码如下:
private static void testMap() { List<String> nameList = personList.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.toList()); nameList.forEach(name ->{ System.out.println(name); }); }
运行结果:
4、统计个数:count
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:
public class Demo09StreamCount { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张")); System.out.println(result.count()); // 2 } }
5、取用前几个:limit
Stream<T> 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。基本使用:
public class Demo10StreamLimit { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.limit(2); System.out.println(result.count()); // 2 } }
6、跳过前几个:skip
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,则跳过前n个;否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用:
public class Demo11StreamSkip { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.skip(2); System.out.println(result.count()); // 1 } }
7、组合:concat
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 :
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
备注:这是一个静态方法,与 java.lang.String 当中的 concat 方法是不同的。
public class Demo12StreamConcat { public static void main(String[] args) { Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌"); Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山"); Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB); } }
8、sorted排序
按年龄进行排序,代码如下:
private static void testSorted() { System.out.println("------ 按年龄升序排序 ------"); personList.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getAge)).forEach(person -> { System.out.println(person.toString()); }); System.out.println("------ 按年龄降序排序 ------"); personList.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getAge).reversed()).forEach(person -> { System.out.println(person.toString()); }); }
运行结果:
9、distinct去重
代码如下:
private static void testDistinct() { int[] ints = {1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4}; Arrays.stream(ints).distinct().forEach(number -> { System.out.println("number ->" + number); }); }
运行结果:
10、mapTo 统计
统计人员的年龄情况,代码如下:
private static void testMapTo() { IntSummaryStatistics intSummaryStatistics = personList.stream().mapToInt(Person::getAge).summaryStatistics(); System.out.println("总条目数 ——> "+intSummaryStatistics.getCount()); System.out.println("总年龄 ——>"+intSummaryStatistics.getSum()); System.out.println("最大年龄 ——>"+intSummaryStatistics.getMax()); System.out.println("最小年龄 ——>"+intSummaryStatistics.getMin()); System.out.println("平均年龄 ——>"+intSummaryStatistics.getAverage()); }
运行结果:
11、collect 规约操作
抽出人员名字,并以逗号分隔,代码如下:
private static void testCollect() { List<String> nameList = personList.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.toList()); String names = nameList.stream().collect(Collectors.joining(",")); System.out.println("names ->" + names); }
运行结果:
集合元素处理(传统方式)
题目:现在有两个ArrayList集合存储队伍当中的多个成员姓名,要求使用传统的for循环(或增强for循环)依次进行以下若干操作步骤:
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 DemoArrayListNames { 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"); // .... } }
而 Person 类的代码为:
public class Person { private String name; public Person() {} public Person(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "Person{name='" + name + "'}"; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } }
既然使用传统的for循环写法,那么:
public class DemoArrayListNames { public static void main(String[] args) { List<String> one = new ArrayList<>(); // ... List<String> two = new ArrayList<>(); // ... // 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名; List<String> oneA = new ArrayList<>(); for (String name : one) { if (name.length() == 3) { oneA.add(name); } } // 第一个队伍筛选之后只要前3个人; List<String> oneB = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 3; i++) { oneB.add(oneA.get(i)); } // 第二个队伍只要姓张的成员姓名; List<String> twoA = new ArrayList<>(); for (String name : two) { if (name.startsWith("张")) { twoA.add(name); } } // 第二个队伍筛选之后不要前2个人; List<String> twoB = new ArrayList<>(); for (int i = 2; i < twoA.size(); i++) { twoB.add(twoA.get(i)); } // 将两个队伍合并为一个队伍; List<String> totalNames = new ArrayList<>(); totalNames.addAll(oneB); totalNames.addAll(twoB); // 根据姓名创建Person对象; List<Person> totalPersonList = new ArrayList<>(); for (String name : totalNames) { totalPersonList.add(new Person(name)); } // 打印整个队伍的Person对象信息。 for (Person person : totalPersonList) { System.out.println(person); } } }
运行结果为:
Person{name='宋远桥'}
Person{name='苏星河'}
Person{name='石破天'}
Person{name='张天爱'}
Person{name='张二狗'}
集合元素处理(Stream方式)
将上一题当中的传统for循环写法更换为Stream流式处理方式。两个集合的初始内容不变,Person 类的定义也不变
等效的Stream流式处理代码为:
public class DemoStreamNames { public static void main(String[] args) { List<String> one = new ArrayList<>(); // ... List<String> two = new ArrayList<>(); // ... // 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名; // 第一个队伍筛选之后只要前3个人; Stream<String> streamOne = one.stream() .filter(s ‐> s.length() == 3) .limit(3); // 第二个队伍只要姓张的成员姓名; // 第二个队伍筛选之后不要前2个人; Stream<String> streamTwo = two.stream() .filter(s ‐> s.startsWith("张")) .skip(2); // 将两个队伍合并为一个队伍; // 根据姓名创建Person对象; // 打印整个队伍的Person对象信息。 Stream.concat(streamOne, streamTwo) .map(Person::new) .forEach(System.out::println); } }
运行效果完全一样。
Stream流在项目中的使用:项目中用得最多的情况是遍历。
List<ProductMedicinalMaterials> materialsList = new ArrayList<>(); List<ProductMedicinalMaterials> tempList = productMedicinalMaterialsMapper.selectByExample(example); //获取药材的图片 if (tempList != null && tempList.size() > 0) { tempList.stream().forEach(item -> { List<AttachFile> fileList = attachFileService.getFileList(item.getId(), "T_PRODUCT_MEDICINAL_MATERIALS", "MATERIALS_PATH"); item.setMaterialsPath(fileList); materialsList.add(item); }); }
将数据收集进一个列表(Stream 转换为 List,允许重复值,有顺序):collect(Collectors.toList())
// 通过用户去加载权限 List<Map<String, String>> li = menuMapper.selectMenuCode(u.getUserId(), isApplet); if (u.getSupper() != 1) { // 判断企业关联功能集是否过期 List<Menu> menuList = roleMapper.selectRoleMenuAll(u.getEnterpriseId()); List<String> menus = menuList.stream().map(x -> x.getMenuCode()).collect(Collectors.toList()); li.removeIf(item -> !menus.contains(item.get("code"))); }
Stream流在项目的使用:
在导入Excel时对记录进行去重。
List<IntelDrugStoreTemplate> intelDrugStoreTemplateList = ExcelImportUtil.importExcel(file.getInputStream(), IntelDrugStoreTemplate.class, params); List<IntelDrugStoreTemplate> distinct = intelDrugStoreTemplateList.stream().filter(distinctByKey(IntelDrugStoreTemplate::getEquipmentCode1)) .collect(Collectors.toList());
其中distinctByKey方法如下:
private static <T> Predicate<T> distinctByKey(Function<? super T, ?> keyExtractor) { Map<Object, Boolean> seen = new ConcurrentHashMap<>(); return t -> seen.putIfAbsent(keyExtractor.apply(t), Boolean.TRUE) == null; }
其中putIfAbsent方法如下:
default V putIfAbsent(K key, V value) { V v = get(key); if (v == null) { v = put(key, value); } return v; }
对distinctByKey方法的解析如下:
代码分析:
1、可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。filter方法的参数为Predicate
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
2、distinctByKey方法返回一个Predicate函数式接口,
3、distinctByKey方法的参数是Function函数式接口
4、Function函数式接口的apply方法的作用是将distinctByKey方法的参数equipmentCode1的值传给Predicate函数式接口中的t,
5、通过putIfAbsent方法将key为t,value为true放入map中,如果key的值value存在,则返回旧值value,此时value为Boolean.TRUE。如果value不存在则put,仍返回旧值value,此时value为null。
6、再通过判断旧值是否为null来过滤,从而得到value为空的子集流。第一次put一个equipmentCode时,value为空,返回值为null。第二次及以后put相同的equipmentCode时,value值为Boolean.TRUE,此时不为空,即当equipmentCode作为key时,第二次及以后的equipmentCode相同的记录被过滤掉。