Java8 Stream简述及基本操作

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-01-27 22:41 192阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  Java8 Stream API
     *   *  1. Java Stream
         *  2. Different ways to create streams
         *   *  2.1 Stream.of(val1,val2,val3…)
             *  2.2 Stream.of(arrayOfElements)
             *  2.3 List.stream()
             *  2.4 Stream.generate() or Stream.iterate()
             *  2.5 String chars or String tokens
         *  3. Convert streams to collections
         *   *  3.1 Convert Stream to List- Stream.collect(Collectors.toList())
             *  3.2 Convert Stream to array -Stream.toArray(EntryType\[\]::new)
         *  4. Core stream operations
         *   *  4.1 Intermediate operations(中间操作)
             *   *  4.1.1 Stream.filter()
                 *  4.1.2Stream.map()
                 *  4.1.3 Stream.sorted()
             *  4.2 Terminal operations(结束操作)
             *   *  4.2.1 Stream.forEach()
                 *  4.2.2 Stream.collect()
                 *  4.2.3 Stream.match()
                 *  4.2.4 Stream.count()
                 *  4.2.5 Stream.reduce()
         *  5. Stream short-circuit operations(流短路操作)
         *   *   *  5.1 Stream.anyMatch()
                 *  5.2 Stream.findFirst()
         *  6. Parallelism in Java Stream(并行性)
         *  7. Other Stream Operations

## Java8 Stream API ##

`Java`中的`Stream`（流）被定义为支持聚合操作的源的一系列元素序列。这里的源指的是向`Stream`提供数据的`Collections`或`Arrays.`

`Stream`保持数据在源中的顺序。这种聚合操作或批量操作允许我们更轻松而清晰的对`stream`元素作出常见的操作。

在开始之前，了解`Java 8 Streams`的设计方式是绝大多数`stream`操作只返回`streams`是很重要的。这帮助我们创建了`stream`操作链。这被称作为`pipe-lining`（管道链）。

### 1. Java Stream ###

*  Not a data structure(非数据结构)
 *  Designed for lambdas(为`lambda`)设计
 *  Do not support indexed access(不支持索引访问)
 *  Can easily be outputted as arrays or lists(很容易输出为`arrays`或`list`)
 *  Lazy access supported(支持延迟加载)
 *  Parallelizable(并行)

### 2. Different ways to create streams ###

#### 2.1 Stream.of(val1,val2,val3…) ####

public class StreamBuilders
    { 
         public static void main(String[] args)
         { 
             Stream<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9);
             stream.forEach(p -> System.out.println(p));
         }
    }

#### 2.2 Stream.of(arrayOfElements) ####

public class StreamBuilders
    { 
         public static void main(String[] args)
         { 
             Stream<Integer> stream = Stream.of( new Integer[]{ 1,2,3,4,5,6,7,8,9} );
             stream.forEach(p -> System.out.println(p));
         }
    }

#### 2.3 List.stream() ####

public class StreamBuilders
    { 
         public static void main(String[] args)
         { 
             List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
     
             for(int i = 1; i< 10; i++){ 
                 list.add(i);
             }
     
             Stream<Integer> stream = list.stream();
             stream.forEach(p -> System.out.println(p));
         }
    }

#### 2.4 Stream.generate() or Stream.iterate() ####

public class StreamBuilders
    { 
         public static void main(String[] args)
         { 
             Stream<Date> stream = Stream.generate(() -> {  return new Date(); });
             stream.forEach(p -> System.out.println(p));
         }
    }

#### 2.5 String chars or String tokens ####

public class StreamBuilders
    { 
         public static void main(String[] args)
         { 
            IntStream stream = "12345_abcdefg".chars();
            stream.forEach(p -> System.out.println(p));
             
            //OR
             
            Stream<String> stream = Stream.of("A$B$C".split("\\$"));
            stream.forEach(p -> System.out.println(p));
         }
    }

### 3. Convert streams to collections ###

#### 3.1 Convert Stream to List- Stream.collect(Collectors.toList()) ####

public class StreamBuilders { 
         public static void main(String[] args){ 
             List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
             for(int i = 1; i< 10; i++){ 
                 list.add(i);
             }
             Stream<Integer> stream = list.stream();
             List<Integer> evenNumbersList = stream.filter(i -> i%2 == 0).collect(Collectors.toList());
             System.out.print(evenNumbersList);
         }
    }

#### 3.2 Convert Stream to array -Stream.toArray(EntryType\[\]::new) ####

public class StreamBuilders { 
         public static void main(String[] args){ 
             List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
             for(int i = 1; i< 10; i++){ 
                 list.add(i);
             }
             Stream<Integer> stream = list.stream();
             Integer[] evenNumbersArr = stream.filter(i -> i%2 == 0).toArray(Integer[]::new);
             System.out.print(evenNumbersArr);
         }
    }

还有许多其他的方式可以将`stream`收集到`set,map`或多个方法中，只要通过`Collectors`类并且记住他们他们.

### 4. Core stream operations ###

首先先建立一个字符串集合,我们将在这个列表上建立一个示例.

List<String> memberNames = new ArrayList<>();
    memberNames.add("Amitabh");
    memberNames.add("Shekhar");
    memberNames.add("Aman");
    memberNames.add("Rahul");
    memberNames.add("Shahrukh");
    memberNames.add("Salman");
    memberNames.add("Yana");
    memberNames.add("Lokesh");

这些核心方法分为以下两部分:

#### 4.1 Intermediate operations(中间操作) ####

`Intermediate operations` 返回`stream`本身,因此可以在一行中链式调用多个方法.

##### 4.1.1 Stream.filter() #####

`Filter` 接收一个`predicate`来过滤`stream`(流)中所有元素,这是一个中间操作,它允许我们对结果调用另一个`stream`操作.(比如forEach)

memberNames.stream().filter((s)>s.startsWith("A"))
        				.forEach(System.out::println);

输出为:

> Amitabh  
> Aman

##### 4.1.2Stream.map() #####

`Intermediate operation`通过给定的函数可以将`stream`中的每个元素转换为另一个对象.下面的示例将每个字符串转换为大写.也可以使用`map`将对象转换为另一种类型.

memberNames.stream().filter((s)->s.startsWith("A"))
    			        .map(String::toUpperCase)
    			        .forEach(System.out::println);

输出:

> AMITABH  
> AMAN

##### 4.1.3 Stream.sorted() #####

`Sorted`是一个返回已排序`stream`视图的中间操作,该排序规则,除非传递一个自定义比较器,否则元素自然排序.

memberNames.stream().sorted()
    					.map(String::toUpperCase)
    			        .forEach(System.out::println);

输出结果:

> AMAN  
> AMITABH  
> LOKESH  
> RAHUL  
> SALMAN  
> SHAHRUKH  
> SHEKHAR  
> YANA

#### 4.2 Terminal operations(结束操作) ####

`Terminal operations`返回特定类型的结果,而非是`stream`

##### 4.2.1 Stream.forEach() #####

这个方法帮助遍历`stream`中的所有元素,并且对其执行某些操作.这种操作通过`lambda`表达式参数传递.

memberNames.forEach(System.out::println);

##### 4.2.2 Stream.collect() #####

`collect()`方法用于从`stream`中接收元素并且存储到`collection`中.

List<String> memNamesInUpper=memberNames.stream().sorted()
    									.map(String::toUpperCase)
    									.collect(Collectors.toList());
    	System.out.println(memNamesInUpper);

输出结果:

> \[AMAN, AMITABH, LOKESH, RAHUL, SALMAN, SHAHRUKH, SHEKHAR, YANA\]

##### 4.2.3 Stream.match() #####

各种`matching`(匹配)操作被用来检查某个`predicate`(断言)是否与`stream`匹配.所有这些操作都是终端操作,并返回一个`boolean`值.

boolean matchedResult = memberNames.stream().anyMatch((s) -> s.startsWith("A"));
    System.out.println(matchedResult);
    
    matchedResult = memberNames.stream().allMatch((s) -> s.startsWith("A"));
    System.out.println(matchedResult);
    
    matchedResult = memberNames.stream().noneMatch((s) -> s.startsWith("A"));
    System.out.println(matchedResult);

输出结果:

> true
> 
> false
> 
> false

##### 4.2.4 Stream.count() #####

`Count`是一个返回`stream`中元素数量的结果操作,返回值为`long`型.

long total=memberNames.stream()
    			.filter((s)->s.startsWith("A"))
    			.count();
    System.out.println(total);

输出结果:

> 2

##### 4.2.5 Stream.reduce() #####

该`terminal operation`使用给定函数对`stream`中元素执行缩减,这个结果是一个包含缩减后的值的`Optional`.

Optional<String> reduced=memberNames.stream()
    						.reduce((s1,s2)->s1+"#"+s2);
    reduced.ifPresent(System.out::println);

输出为:

> Amitabh\#Shekhar\#Aman\#Rahul\#Shahrukh\#Salman\#Yana\#Lokesh

### 5. Stream short-circuit operations(流短路操作) ###

尽管`stream`操作是在满足一个`predicate`的集合中的所有元素上执行的,但在迭代过程中每当遇到匹配元素时,通常都希望结束这个操作.在外部迭代中,你将使用`if-else`语句块,而在内部迭代中,也可以使用特定方法达到这个目的.

##### 5.1 Stream.anyMatch() #####

当`predicate`满足条件,则返回`true`,它将不再处理更多元素.

boolean metched=memberNames.stream()
        			.anyMatch((s)->s.startWith("A"));
    System.out.println(metched);

输出结果:

> true

##### 5.2 Stream.findFirst() #####

该方法返回`stream`中的第一个元素并且不再处理任何其他的元素.

String firstMatchedName=memberNames.stream()
        					.filter((s)->s.startWith("L"))
        					.findFirst().get();
    System.out.println(firstMatchedName);

输出结果:

> Lokesh

### 6. Parallelism in Java Stream(并行性) ###

通过再`Java7`中加入`Fork/Join`框架,我们可以更高效的再引用程序中实现并行操作.但实现这个框架本身是一项复杂的任务,如果出现错误,这就是复杂多线程出现`Bug`的一个源头.随着`Java`内部迭代的引入,使得并行操作有了更易操作的可能性.

为实现`parallelism`,只需要创建一个`parallel stream`(并行流),而不是`sequential stream` .可以发现,这是很简单的,在上述的多个示例中,如果你要 在并行内核中使用多个线程执行特定任务,只需要调用`parallelStream()`而不是`stream()`

List<Integer> list = new ArrayList<>();
    	for (int i = 1; i < 10; i++)
    		list.add(i);
    	// creating a parallel stream
    	Stream<Integer> stream = list.parallelStream();
    	Integer[] evenNumbersArr = stream.filter(i -> i % 2 == 0)
            								.toArray(Integer[]::new);
    	System.out.println(Arrays.toString(evenNumbersArr));

输出结果:

> \[2,4,6,8\]

### 7. Other Stream Operations ###

**Intermediate Operations**

*  filter()
 *  map()
 *  flatMap()
 *  distinct()
 *  sorted()
 *  peek()
 *  limit()
 *  skip()

**Terminal Operations**

*  forEach()
 *  forEachOrdered()
 *  toArray()
 *  reduce()
 *  collect()
 *  min()
 *  max()
 *  count()
 *  anyMatch()
 *  allMatch()
 *  noneMatch()
 *  findFirst()
 *  findAny()