Stream 的使用，我觉得使用它是非常方便的~

水深无声 2024-03-24 09:15 33阅读 0赞

### 前言 ###

今天主要聊起的是**如何使用 stream 流**，关于它为什么被引入，有什么样的优势，还有一些平时未曾注意到的知识点的话，就在下一次再讲吧~

> 能基础的使用，是深入了解它的一个基础吧，我觉得~

在本文中，你将会看到Stream API支持的许多操作。这些操作能让你快速完成复杂的数据查询，如筛选、切片、映射、查找、匹配和归约。

### 一、筛选和切片 ###

#### 1.1、筛选 filter ####

filter 会接受一个 Predicate 接口的参数，其本质就是一个布尔值函数（官方称为谓词，说成白话，即为一个布尔值函数）

准备好的数据~

static   List<Student> students = new ArrayList<>();
     
         static {
                    students.add(new Student("学生A", "大学1", 18));
             students.add(new Student("学生A", "大学1", 18));
             students.add(new Student("学生A", "大学1", 18));
             students.add(new Student("学生A", "大学1", 18));
             students.add(new Student("学生B", "大学1", 18));
             students.add(new Student("学生C", "大学1", 19));
             students.add(new Student("学生D", "大学2", 20));
             students.add(new Student("学生E", "大学2", 21));
             students.add(new Student("学生F", "大学2", 20));
             students.add(new Student("学生G", "大学3", 22));
             students.add(new Student("学生H", "大学3", 23));
             students.add(new Student("学生I", "大学3", 19));
             students.add(new Student("学生J", "大学4", 20));
         }
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1、从中筛选出小于20的学生们组成一个新的集合

jdk 8 **之前**的写法：

List<Student> result = new ArrayList<>();
     for (Student student : students) {
         if (student.getAge() < 20) {
             result.add(student);
         }
     }
    复制代码

Jdk 8 及之后的写法：使用stream流操作

/**
          * 选出小于20的学生组成一个集合
          *
          * @param students
          */
     private static List<Student> selectAgeLt18(List<Student> students) {
         // 最基础的写法， filter的参数是一个 Predicate,而它是一个FunctionalInterface 式的接口， 唯一的接口就是表示一个参数的谓词（布尔值函数）。
         //        List<Student> list = students.stream().filter(new Predicate<Student>() {
         //            @Override
         //            public boolean test(Student student) {
         //                return student.getAge()<20;
         //            }
         //        }).collect(Collectors.toList());
         // 因此可以简化写成 以下这种写法
         //        List<Student> list = students.stream().filter(student -> {
         //            return student.getAge() < 20;
         //        }).collect(Collectors.toList());
         //又因为filter 的参数实际上是一个lambda表达式，当只有一条返回语句时，又可以省略大括号和return
         List<Student> list = students.stream().filter(student -> student.getAge() < 20).collect(Collectors.toList());
         return list;
     }
    复制代码

#### 1.2、去重 distinct ####

distinct（）它会返回一个元素各异（根据流所生成元素的 hashCode和equals方法实现）的流。

jdk 8之前对集合的一些去重方式

/**
          * 去重操作，去除掉数据集合中重复的数据
          */
     private static void selectSchoolRepresent(List<Student> students) {
         //         jdk 8之前的一些方式，
         //         1、set集合去重
         HashSet<Student> set = new HashSet<>();
         for (Student student : students) {
             set.add(student);
         }
         //         还可以简写成
         List<Student> newList = new ArrayList<>(new HashSet<>(students));
     
         //         2、 利用 list的contains() 方法
         List<Student> list = new ArrayList<>();
         for (Student student : students) {
             if(!list.contains(student)){
                 list.add(student);
             }
         }
     }
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Java 8 及之后使用stream中的 distinct（）方法，其实咋说勒，就是方便，其他的也木有

/**
          * 去重操作，去除掉数据集合中重复的数据
          */
     private static void selectSchoolRepresent(List<Student> students) {
         List<Student> collect = students.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
         collect.forEach(System.out::println);
     }
     
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#### 1.3、切片 limit ####

流支持limit(n)方法，该方法会返回一个不超过给定长度的流。

如果流是有序的，则最多会返回前n个元素。无序的则不会以任何方式排序。

Jdk 8 之前的写法

/**
          * 选出集合中前五位同学 组成一个新的集合
          *
          * @param students
          */
     private static void selectLimit(List<Student> students) {
         List<Student> list = new ArrayList<>();
         for (int i = 0; i < students.size(); i++) {
             if (i < 5) {
                 list.add(students.get(i));
             }
         }
         list.forEach(System.out::println);
     }
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Jdk 8的 stream 流中的 limit 的写法

/**
          * 选出集合中前五位同学 组成一个新的集合
          *
          * @param students
          */
     private static void selectLimit(List<Student> students) {
     
         List<Student> collect = students.stream().limit(5).collect(Collectors.toList());
     
         collect.forEach(System.out::println);
     }
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#### 1.4、跳过元素 skip ####

流还支持skip(n)方法，返回一个扔掉了前n个元素的流。如果流中元素不足n个，则返回一 个空流。

/**
          * 从第二个同学开始组成新的集合
          *
          * @param students
          */
     private static void selectSkip(List<Student> students) {
         List<Student> collect = students.stream().skip(2).collect(Collectors.toList());
         collect.forEach(System.out::println);
         /**
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=90.0)
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=76.0)
              * Student(name=学生B, school=大学1, age=18, score=91.0)
              * Student(name=学生C, school=大学1, age=19, score=65.0)
              * Student(name=学生D, school=大学2, age=20, score=80.0)
              * Student(name=学生E, school=大学2, age=21, score=78.0)
              * Student(name=学生F, school=大学2, age=20, score=67.0)
              * Student(name=学生G, school=大学3, age=22, score=87.0)
              * Student(name=学生H, school=大学3, age=23, score=79.0)
              * Student(name=学生I, school=大学3, age=19, score=92.0)
              * Student(name=学生J, school=大学4, age=20, score=84.0)
              */
     }
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#### 1.5、排序 sorted ####

这个就是排序啦，没啥能说的啦吧~偷个懒哈

/**
          * 给这群学生按年龄排序
          * 
          *
          * @param students
          */
         private static void sortedDemo(List<Student> students) {
             List<Student> collect = students.stream()
                     .sorted((student1, student2) -> student1.getAge() - student2.getAge())
                     .collect(Collectors.toList());
             collect.forEach(System.out::println);
     
             /**
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=98.0)
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=91.0)
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=90.0)
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=76.0)
              * Student(name=学生B, school=大学1, age=18, score=91.0)
              * Student(name=学生C, school=大学1, age=19, score=65.0)
              * Student(name=学生I, school=大学3, age=19, score=92.0)
              * Student(name=学生D, school=大学2, age=20, score=80.0)
              * Student(name=学生F, school=大学2, age=20, score=67.0)
              * Student(name=学生J, school=大学4, age=20, score=84.0)
              * Student(name=学生E, school=大学2, age=21, score=78.0)
              * Student(name=学生G, school=大学3, age=22, score=87.0)
              * Student(name=学生H, school=大学3, age=23, score=79.0)
              */
         }
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#### 1.6、小结与综合应用 ####

filter 、distinct、limit、skip、sorted 对比起 Java 8 之前的一些实现，从我个人看来是方便了许多的。

如果是看起来不习惯，我觉得可以试着多用上几次，会慢慢爱上它的。

**综合应用**

filter 、distinct、limit、skip、sorted 这些操作，他们的执行结果的返回值仍然是 stream，所以在使用中,他们完全可以无缝链接.

> 如: 我要去这一群学生中找到 年龄在 20 岁以下，分数在90分以上的前3名学生。

/**
          * 如: 我要去这一群学生中找到 年龄在 20 岁以下，分数在90分以上的前3名学生。
          *
          * @param students
          */
         private static void select(List<Student> students) {
             List<Student> collect = students.stream()
                     .filter(student -> student.getAge() < 20)
                     .filter(student -> student.getScore() > 90.0)
                     .limit(3)
                     .collect(Collectors.toList());
             collect.forEach(System.out::println);
             /**
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=98.0)
              * Student(name=学生A, school=大学1, age=18, score=91.0)
              * Student(name=学生B, school=大学1, age=18, score=91.0)
              */
         }
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### 二、映射 map ###

这个map的映射其实不光Java 有，JavaScript 也是有的，用法我感觉是一样的~

**一个非常常见的数据处理套路就是从某些对象中选择信息**。比如在SQL里，你可以从表中选 择一列。

用我个人的话来说，filter 是用来过滤元素的，而这一小节的 map 是用来创建一个新的元素。（在官方中的使用的映射一词，是因为map 会接受一个函数作为参数，并且将其映射成一个新的元素。）

> 可能说起来还是不如实践来的实在。

数据还是上一节造的那些数据。

如：找出集合中所有学生的姓名，去除掉重复的名称，组成一个 List 集合

/**
          * 找出集合中所有学生的姓名，去除掉重复的名称，组成一个 List<String> 集合
          *
          * @param students
          */
     private static void selectAllStudentName(List<Student> students) {
     
         List<String> collect = students.stream().map(new Function<Student, String>() {
             @Override
             public String apply(Student student) {
                 return student.getName();
             }
         }).distinct().collect(Collectors.toList());
     
         List<String> list = students.stream().map(student -> {
             return student.getName();
         }).distinct().collect(Collectors.toList());
     
         List<String> collect1 = students.stream()
             .map(student -> student.getName())
             .distinct()
             .collect(Collectors.toList());
         collect1.forEach(System.out::println);
     
         /**
              * 学生A
              * 学生B
              * 学生C
              * 学生D
              * 学生E
              * 学生F
              * 学生G
              * 学生H
              * 学生I
              * 学生J
              */
     }
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### 三、查找和匹配 ###

#### 3.1、匹配 anyMatch、allMatch和noneMatch 方法 ####

anyMatch方法可以回答“流中是否有一个元素能匹配给定的谓词”

这里的谓词也就是filter那部分所说的一个 布尔值函数。

其实看到 any 的第一眼，大家也明白，任一，只有集合中含有你需要的，那就是返回 true。

/**
          * 判断这群学生中有木有年龄大于20岁的学生
          *
          * @param students
          */
         private static void anyMatchDemo(List<Student> students) {
             boolean anyMatch = students.stream().anyMatch(student -> student.getAge() > 20);
             System.out.println(anyMatch);
             /**
              * true
              */
         }
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还有 allMatch 和 noneMatch 他们都和 anyMatch 类似。

allMatch 要求全部元素都满足要求，

noneMatch 则是要求全部元素都不满足要求时返回true。

#### 3.2、查找 findAny 与 findFirst ####

findAny 方法将返回当前流中的任意元素。

它的搭档一般是 filter，和 filter 使用可以实现很多操作。

> 如我想要当确定这群学生中有20岁以上的学生时立马返回结果。

/**
          * 当确定这群学生中有20岁以上的学生时即返回。
          *
          * @param students
          */
     private static void findAnyDemo(List<Student> students) {
         Optional<Student> student1 = students.stream().filter(student -> student.getAge() > 20).findAny();
         Student student = student1.get();
         System.out.println(student);
         /**
              * Student(name=学生E, school=大学2, age=21, score=78.0)
              */
     }
    复制代码

这里的 Optional 是 Java 8 新增的一个 容器类，作用就是用来判断存在和不存在。也就是大家常谈到的更优雅的判空操作。

Optional 几个常见的Api

*  `isPresent()`将在Optional包含值的时候返回true, 否则返回false
 *  `ifPresent(Consumer<T> block)`会在值存在的时候执行给定的代码块。
 *  `T get()`会在值存在时返回值，否则抛出一个NoSuchElement异常。
 *  `T orElse(T other)`会在值存在时返回值，否则返回一个默认值。

详细的用法，大家也可以去了解了解，这也是非常好用的一个东东。

findFirst 其实就是确定返回第一个元素。它也和 filter 一起搭配使用。

咋一看， findany 和 findFirst 不是一样吗，其实在你对于返回的第一个元素没有明确要求时，你可以理解成他们确实就是一样的。

**但其实他们真实区别并非体现如此，而是在 stream 中的并行流中**。

今天没谈这个，大家可以去了解了解，了解并行流就会和常常聊到的性能相关啦，到底那种好一些啥的~

#### 3.3、小结 ####

anyMatch、allMatch和noneMatch这三个操作都用到了我们所谓的短路。

就是我们刚学语法时的 && 和 || 运算符，这也算是他们在 stream 的实现。

> 最简单的理解方式，就是他们通过遍历，组成了一个很长很长的布尔表达式。

除去他们能实现短路操作， findAny 与 findFirst 也是同样如此，并非都需要遍历结束才会得到最终的结果。只要在其中某一次中达成条件，即可返回结果。

### 四、归约 ###

官方的说法，成为归约，如果用简单的话语来说的话，可以理解为将多个东西归为一堆。

#### 4.1、元素求和 reduce ####

private static void reduceDemo() {
             List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
     
             Integer reduce = list.stream().reduce(0, (a, b) -> a + b);
             System.out.println("list集合的总和：==>" + reduce);
     
             Integer reduce1 = list.stream().reduce(1, (a, b) -> a * b);
             System.out.println("list集合中的元素相乘结果==>" + reduce1);
     
             Optional<Integer> reduce2 = list.stream().reduce((a, b) -> a + b);
             Integer integer = reduce2.get();
             System.out.println("list 集合的总和==>"+integer);
             /**
              * list集合的总和：==>55
              * list集合中的元素相乘结果==>3628800
              * list 集合的总和==>55
              */
         }
     
    复制代码

reduce接受两个参数：

一个初始值，这里是0；

一个 BinaryOperator 来将两个元素结合起来产生一个新值，BinaryOperator 也是funcational 接口，所以也可以使用lambda 表达式 lambda (a, b) -> a + b 来表示。

Integer reduce = list.stream().reduce(0, (a, b) -> a + b);
    复制代码

另外还有一个重载函数，就是没有初始值版本的，它的返回值是`Optional<Integer>` 的容器类。

Optional<Integer> reduce2 = list.stream().reduce((a, b) -> a + b);
    复制代码

最大值与最小值：

private static void reduceDemo2(){
         List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
         Optional<Integer> max = list.stream().reduce(Integer::max);
         Optional<Integer> min = list.stream().reduce(Integer::min);
         System.out.println("max==>"+max.get());
         System.out.println("min==>"+min.get());
         /**
              * max==>10
              * min==>1
              */
     }
    复制代码

### 后记 ###

> **其实 stream 的操作还有很多，这一篇算不上结束，真正意义而言，它也算不得开始**。
> 
> 不过谈起 stream 流，对于操作部分我倒是觉得它是最简单的模块，如果你感兴趣的话，我更建议你去深层次的思考，它为什么引入、它是为了解决什么问题而存在、lambda函数的设计、lambda 函数推导以及在此基础上有没有更优的方式。