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Java8 Stream,过分丝滑!

Java之间 | 43 2022-06-29 15:17 0 0 0
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文章来源:https://c1n.cn/5n6fT


目录

  • Stream 流

  • Stream 流的使用


Stream 流


Stream 流是什么,为什么要用它?

  • Stream是 Java8 新引入的一个包( java.util.stream),它让我们能用声明式的方式处理数据(集合、数组等)。

  • Stream流式处理相较于传统方法简洁高效,也便于进行并发编程。


Stream 是 Java8 的一大亮点,是对容器对象功能的增强,它专注于对容器对象进行各种非常便利、高效的聚合操作(aggregate operation)或者大批量数据操作。

Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。

Stream API 借助于同样新出现的 Lambda 表达式,极大的提高编程效率和程序可读性。

同时,它提供串行和并行两种模式进行汇聚操作,并发模式能够充分利用多核处理器的优势,使用 fork/join 并行方式来拆分任务和加速处理过程。

所以说,Java8 中首次出现的 java.util.stream 是一个函数式语言+多核时代综合影响的产物。

Stream 流的使用


| 简单综合案例

问题和需求:在一个字符串集合中找出以“阿”开头的长度为 3 的字符串并打印。

传统方法:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo02NormalFilter {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("阿拉贡");
        list.add("阿尔玟");
        list.add("埃尔隆德");
        list.add("凯兰崔尔");
        list.add("瑟兰督伊");

        List<String> zhangList = new ArrayList<>();
        for (String name : list) {
            if (name.startsWith("阿")) {
                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);
        }
    }
}

这里我们可以看到传统的方法中含有三个循环,每一个作用不同:
  • 首先筛选所有姓“阿”的人

  • 然后筛选名字有三个字的人

  • 最后进行对结果进行打印输出


这样的处理过程代码冗长,导致代码可读性较差,效率也比较低。而使用 Stream 来进行处理就能使代码优雅地多。

Stream 流式处理方法:
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Demo02NormalFilter {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("阿拉贡");
        list.add("阿尔玟");
        list.add("埃尔隆德");
        list.add("凯兰崔尔");
        list.add("瑟兰督伊");

        list.stream()
            .filter(s ‐> s.startsWith("阿"))
            .filter(s ‐> s.length() == 3)
            .forEach(System.out::println);
    }
}

利用 Stream 流中的方法再结合函数式接口和 Lambda 表达式,我们的代码就能变得格外简洁明了。

| 获取流

①根据 Collection 获取流

首先,java.util.Collection 接口中加入了 default 方法 stream 用来获取流,所以其所有实现类均可获取流。
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;

public class Demo04GetStream {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Stream<String> stream1 = list.stream();

        Set<Stringset = new HashSet<>();
        Stream<String> stream2 = set.stream();

        Vector<String> vector = new Vector<>();
        Stream<String> stream3 = vector.stream();
    }
}
②根据 Map 获取流

java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口,且其 K-V 数据结构不符合流元素的单一特征,所以获取对应的流需要分 key、value 或 entry 等情况:
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Stream;

public class Demo05GetStream {
    public static void main(String[] args) {
        Map<StringString> map = new HashMap<>();
        //Stream流的转化需要单列数据,那么我们就先把map里面的数据变成单列的再转化为流
        Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
        Stream<String> valueStream = map.values().stream();
        Stream<Map.Entry<StringString>> entryStream = map.entrySet().stream();
    }
}

③根据数组获取流

如果使用的不是集合或映射而是数组,由于数组对象不可能添加默认方法,所以 Stream 接口中提供了静态方法 of ,使用很简单:
import java.util.stream.Stream;

public class Demo06GetStream {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = { "阿拉贡""阿尔玟""埃尔隆德""凯兰崔尔""瑟兰督伊" };
        Stream<String> stream = Stream.of(array);
    }
}

| 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。(如果想知道更多方法,建议自行参考 API 文档


接下来我会介绍两个终结方法 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”语句是不一样的,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。

方法签名:
void forEach(Consumer<? super T> action);

基本使用:
import java.util.stream.Stream;

public class Demo12StreamForEach {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> stream = Stream.of("阿拉贡""阿尔玟""埃尔隆德");
        stream.forEach(name‐> System.out.println(name));
    }
}

筛选:filter

可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。该方法接收一个 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。

方法签名:
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

基本使用:
import java.util.stream.Stream;

public class Demo07StreamFilter {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡""阿尔玟""埃尔隆德");
        Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("阿"));
    }
}

在这里通过 Lambda 表达式来指定了筛选的条件:必须以“阿”开头。

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。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。

方法签名:
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

基本使用:
import java.util.stream.Stream;

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)。

统计个数:count

正如旧集合 Collection 当中的 size 方法一样,流提供 count 方法来数一数其中的元素个数。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)。

方法签名:
long count();

基本使用:
import java.util.stream.Stream;

public class Demo09StreamCount {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡""阿尔玟""埃尔隆德");
        Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("阿"));
        System.out.println(result.count()); // 2
    }
}

取用前几个:limit

limit 方法可以对流进行截取,只取用前 n 个。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。

方法签名:
Stream<T> limit(long maxSize);

基本使用:
import java.util.stream.Stream;

public class Demo10StreamLimit {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡""阿尔玟""埃尔隆德");
        Stream<String> result = original.limit(2);
        System.out.println(result.count()); // 2
    }
}

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。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。

方法签名:
Stream<T> skip(long n);

基本使用:
import java.util.stream.Stream;

public class Demo11StreamSkip {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡""阿尔玟""埃尔隆德");
        Stream<String> result = original.skip(2);
        System.out.println(result.count()); // 1
    }
}

②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。

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

方法签名:
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T>b)

基本使用:
import java.util.stream.Stream;

public class Demo12StreamConcat {
    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> streamA = Stream.of("阿拉贡");
        Stream<String> streamB = Stream.of("阿尔玟");
        Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
    }
}


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