java8流(Stream API)使用详解：筛选、切片、映射、查找、匹配和归约等流操作

本是古典何须时尚 2022-05-12 11:06 94阅读 0赞

上一篇中介绍了集合操作的痛点并发现集合操作的这些痛点在java8流API面前基本都不是事，随后引出了流的定义并介绍了流操作的类型、特征，以及使用流的基本步骤，本篇将逐一介绍Stream Api中各种流操作及一些特殊流的使用。

用谓词筛选

关于筛选在该系列前面文章中已经出现多次了，这里再次列举如下，以求完整。  
如下代码筛选出素食菜单：

1.  `List<Dish> vegetarianMenu = menu.stream()`
2.  `.filter(Dish::isVegetarian)//方法引用检查是否为素食`
3.  `.collect(toList());`

筛选去重：distinct()函数

去重是指去除筛选结果中的重复项，只需在fiter之后调用distinct()即可：

1.  `List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 1, 3, 3, 2, 4);`
2.  `numbers.stream().filter(i -> i % 2 == 0).distinct().forEach(System.out::println);`

截短流：limit函数

截短流是指从流中截取部分数据，如取出热量大于300卡路里的前3道菜：

1.  `List<Dish> dishes = menu.stream()`
2.  `.filter(d -> d.getCalories() > 300)`
3.  `.limit(3)//截短流`
4.  `.collect(toList());`

跳过元素：skip(int)函数

跳过元素是指跳过流中指定数量的元素，对剩下的进行操作或取出，如下面的代码将跳过大于300卡路里的头3道菜：

1.  `List<Dish> dishes = menu.stream()`
2.  `.filter(d -> d.getCalories() > 300)`
3.  `.skip(3)//跳过前3个元素`
4.  `.collect(toList());`

当菜单流中热量大于300卡路里的菜不足3个时，上面的代码返回一个空的`List<Dish>`。

映射：map

流的映射是指对流的每个元素应用一个指定的函数，使其映射成我们需要的新的元素。如从菜单中映射过菜名列表，代码如下：

1.  `List<String> dishNames = menu.stream()`
2.  `.map(Dish::getName)//map映射`
3.  `.collect(toList());`

菜单流`Stream<Dish>`经过map映射操作`Dish::getName`转换成了字符串流`Stream<String>`,即菜名流。

流的扁平化：flatMap

流的扁平化操作flatMap，通俗来将就是将多个流合并为一个流。  
假如我们需要将给定的单词列表\["Hello","World"\]拆分为去重的字母列表\["H","e","l", "o","W","r","d"\]，该怎么做？

尝试1：使用map与distinct

1.  `//取得单词流Stream<String> 每个单词为一个字符串`
2.  `words.stream()`
3.  `//映射成Stream<String[]>，每个单词转换成了组成该单词的字符数组`
4.  `.map(word -> word.split(""))`
5.  `//去重，依然是String[]`
6.  `.distinct()`
7.  `//结果是List<String[]>`
8.  `.collect(toList());`

尝试1宣告失败！

尝试2：使用map和Arrays.stream()

1.  `//取得单词流Stream<String> 每个单词为一个字符串`
2.  `words.stream()`
3.  `//映射成Stream<String[]>，每个单词转换成了组成该单词的字符数组`
4.  `.map(word -> word.split(""))`
5.  `//Arrays::stream将每个字符数组转成字符流Stream<String>`
6.  `.map(Arrays::stream)`
7.  `.distinct()`
8.  `//结果是List<Stream<String>>`
9.  `.collect(toList());`

尝试2宣告失败！

尝试3：使用flatMap

1.  `List<String> uniqueCharacters =`
2.  `//取得单词流Stream<String> 每个单词为一个字符串`
3.  `words.stream()`
4.  `//映射成Stream<String[]>，每个单词转换成了组成该单词的字符数组`
5.  `.map(w -> w.split(""))`
6.  `//flatMap将每个字符数组转成的字符流Stream<String>扁平化为单个流Stream<String>`
7.  `.flatMap(Arrays::stream)`
8.  `//去除重复字符`
9.  `.distinct()`
10. `//获取去重后的字符列表List<String>`
11. `.collect(Collectors.toList());`

尝试3宣告成功！

anyMatch:至少匹配一个元素

查找菜单中是否存在素食，一旦匹配到素食即退出并返回true

1.  `if(menu.stream().anyMatch(Dish::isVegetarian)){`
2.  `System.out.println("找到素食!");`
3.  `}`

allMatch:匹配所有元素

检测菜单中所有菜是不是都是健康食品（假设热量小于1000就是健康的）：

1.  `if(menu.stream().allMatch(d -> d.getCalories() < 1000)){`
2.  `System.out.println("所有菜都是健康的,因为热量都小于1000");`
3.  `}`

noneMatch:所有元素都不匹配

1.  `if(menu.stream().noneMatch(d -> d.getCalories() >= 1000)){`
2.  `System.out.println("所有菜都是健康的,因为热量都不大于1000");`
3.  `}`

查找任意元素:findAny

例如找到菜单中的任何一样素食:

1.  `Optional<Dish> dish = menu.stream().filter(Dish::isVegetarian).findAny();`

findAny返回当前流中的任意一个元素。

> `java.util.Optional<T>`是一个容器类,它包裹着T,如上面代码中的`Optional<Dish>`可以理解装着Dish的一个容器,且该Dish允许为空,可以通过optional.get()方法获取该容器装的东西,该系列后面的文章会详细介绍Optional类的用法。

查找第一个元素:findFirst()

找到第一个平方能被3整除的数:

1.  `List<Integer> someNumbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);`
2.  `Optional<Integer> firstSquareDivisibleByThree =`
3.  `someNumbers.stream()`
4.  `.map(x -> x * x)`
5.  `.filter(x -> x % 3 == 0)`
6.  `.findFirst(); // 9`

> 相比于findAny,findFirst在并行上有更多的限制,如果不关心找到哪个元素,推荐用findAny。

归约操作:利用reduce求和

归约操作是指将流中的所有元素反复组合起来,得到一个值。比如,将流中的元素求和:`int sum = numbers.stream().reduce(0, (a, b) -> a + b);`

> 为什么说是反复组合起来?  
> 求和归约操作中是将指定的初始值0(reduce方法的第一个参数)与流中的第一个元素相加(表达为reduce的第二个参数BinaryOperator,我们传递是Lambda表达式(a, b) -> a + b)得到一个中间值后与流中的第二个元素相加,直至流中的所有元素都被累加完，得到最终的求和结果。

reduce只接受一个参数的重载函数

1.  `Optional<Integer> sum = numbers.stream().reduce((a, b) -> (a + b));`

区别是返回值变成了Optional。

归约操作:利用reduce求最大与最小值

1.  `//求最大值`
2.  `Optional<Integer> max = numbers.stream().reduce(Integer::max);`
3.  `//求最小值`
4.  `Optional<Integer> min = numbers.stream().reduce(Integer::min);`

注:reduce操作最重要的就是需要指定一个Lambda表达式或方法引用来将流中的两个元素依次结果来产生一个新值。