Java面向对象系列[v1.0.1][集合]
原创
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Lambda表达式遍历集合
Interable接口新增了一个forEach(Consumer action)默认方法，该方法所需参数的类型是一个函数式接口，而Iterable接口是Collection接口的父接口，因此Collection可以直接调用该方法
程序调用Iterable的forEach(Consumer action)遍历集合元素时，程序会依次将集合元素传给Consumer的accept(T t)方法，因为Consumer是函数式接口，因此可以使用Lambda表达式来遍历集合元素
package demo;
import java.util.*;
import static java.lang.System.*;
public class CollectionEach
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建一个集合
HashSet books;
books = new HashSet();
books.add("天苍苍野茫茫");
books.add("风吹草地见牛羊");
books.add("我欲乘风归去");
books.add("又恐琼楼玉宇");
// 调用forEach()方法遍历集合
books.forEach(obj -> out.println("迭代集合元素：" + obj));
}
}
Iterator遍历集合元素
Collection、Map系列用于装其他对象，而Iterator则主要用于遍历(即迭代访问)Collection集合中的元素，它也被称为迭代器
Iterator接口定义了如下4个方法：
- boolean hasNext():如果被迭代的集合元素还没有被遍历完，则返回true
- Object next():返回集合里下一个元素
- void remove():删除集合里上一次next方法返回的元素
- void forEachRemaining(Consumer action):使用Lambda表达式来遍历集合元素
package demo;
import java.util.*;
import static java.lang.System.out;
public class IteratorTest
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建集合、添加元素的代码与前一个程序相同
var books = new HashSet();
books.add("What are you doing?");
books.add("How are you doing today!");
books.add("I do not even know what are you doing!");
// 获取books集合对应的迭代器
var it = books.iterator();
while (it.hasNext())
{
// it.next()方法返回的数据类型是Object类型，因此需要强制类型转换
var book = (String) it.next();
out.println(book);
if (book.equals("How are you doing today!"))
{
// 从集合中删除上一次next方法返回的元素
it.remove();
}
// 对book变量赋值，不会改变集合元素本身
book = "测试字符串";
}
out.println(books);
}
}
Iterator必须依附于Collection对象，若有一个Iterator对象则必然有一个与之关联的Collection对象
book = “测试字符串”;虽然进行了赋值，但当在此输出集合的时候没有任何改变，也就是说当使用Iterator对集合元素进行迭代的时候，Iterator并不是把集合元素本身传递给了迭代变量，而是把集合元素的值传递给了迭代变量，所以修改迭代变量的值对集合元素没有任何影响。
package demo;
import java.util.*;
import static java.lang.System.out;
public class IteratorErrorTest
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建集合、添加元素的代码与前一个程序相同
var books = new HashSet();
books.add("what are you doing now?");
books.add("How are you doing today!");
books.add("I do not event know what are you doing!");
// 获取books集合对应的迭代器
var it = books.iterator();
while (it.hasNext())
{
var book = (String) it.next();
out.println(book);
if (book.equals("How are you doing today!"))
{
// 使用Iterator迭代过程中，不可修改集合元素,下面代码引发异常
books.remove(book);
}
}
}
}
当使用Iterator循环迭代访问集合元素时，集合不能被改变，因此books.remove(book);会抛异常，只有通过Iterator的remove()方法删除上一次next()方法返回的集合元素才可以。
Lambda表达式遍历Iterator
Java8为Iterator新增了一个forEachRemaining(Consumer action)方法，该方法所需的Consumer参数也是函数式接口
package demo;
import java.util.*;
import static java.lang.System.out;
public class IteratorEach
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建集合、添加元素的代码与前一个程序相同
var books = new HashSet();
books.add("What are you donig?");
books.add("How are you doing today!");
books.add("How are you!");
// 获取books集合对应的迭代器
var it = books.iterator();
// 使用Lambda表达式（目标类型是Comsumer）来遍历集合元素
it.forEachRemaining(obj -> out.println("迭代集合元素：" + obj));
}
}
foreach循环遍历集合元素
package demo;
import java.util.*;
import static java.lang.System.*;
public class ForeachTest
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建集合、添加元素的代码与前一个程序相同
var books = new HashSet();
books.add(new String("粒粒皆辛苦"));
books.add(new String("汗滴禾下土"));
books.add(new String("锄禾日当午"));
for (var obj : books)
{
// 此处的book变量也不是集合元素本身
var book = (String) obj;
out.println(book);
if (book.equals("我醉欲眠卿且去"))
{
// 下面代码会引发ConcurrentModificationException异常
books.remove(book);
}
}
out.println(books);
}
}
当使用foreach循环迭代访问集合元素时，集合不能被改变，因此books.remove(book);会抛异常
Predicate操作集合
Java8为Collection集合新增了一个removeIf(Predicate filter)方法，该方法将删除符合filter条件的所有元素，而Predicate也是函数式接口，因此可以使用lambda表达式坐位参数
package demo;
import java.util.*;
import java.util.function.*;
import static java.lang.System.out;
public class PredicateTest
{
public static void main(String[] args) {
// 创建一个集合
var books = new HashSet();
books.add("锄禾日当午锄禾日当午");
books.add("汗滴禾下土汗滴禾下土");
books.add("谁知盘中餐谁知盘中餐");
books.add("粒粒皆辛苦粒粒皆辛苦");
books.add("胡说带八道");
// 使用Lambda表达式（目标类型是Predicate）过滤集合
books.removeIf(ele -> ((String) ele).length() < 10);
out.println(books);
// 统计书名包含“疯狂”子串的图书数量
out.println(calAll(books, ele -> ((String) ele).contains("锄禾")));
// 统计书名包含“Java”子串的图书数量
out.println(calAll(books, ele -> ((String) ele).contains("盘中餐")));
// 统计书名字符串长度大于10的图书数量
out.println(calAll(books, ele -> ((String) ele).length() > 10));
}
public static int calAll(Collection books, Predicate p)
{
int total = 0;
for (var obj : books)
{
// 使用Predicate的test()方法判断该对象是否满足Predicate指定的条件
if (p.test(obj))
{
total++;
}
}
return total;
}
}
长度小于10的字符串元素都会被删除。
Stream操作集合
- Java8增加了Stream、IntStream、LongStream和DoubleStream等流式API，这些API代表多个支持串行和并行聚集操作的元素，其中Stream是个通用的流接口，而IntStream、LongStream和DoubleStream代表元素类型为int、long、double的流
- Java8还为每个流式API提供了对应的Builder，例如Stream.Builder、IntStream.Builder、LongStream.Builder、DoubleStream.Builder，可以通过这些Builder来创建对应的流
- 当使用Stream的时候，首先是使用对应的builder()类方法创建该Stream对应的Builder，然后重复调用Builder的add()方法向该流中添加多个元素，调用Builder的build()方法获取对应的Stream，调用Stream的聚集方法。
package demo;
import java.util.stream.*;
import static java.lang.System.out;
public class IntStreamTest
{
public static void main(String[] args)
{
var is = IntStream.builder()
.add(20)
.add(13)
.add(-2)
.add(18)
.build();
// 下面调用聚集方法的代码每次只能执行一个
out.println("is所有元素的最大值：" + is.max().getAsInt());
out.println("is所有元素的最小值：" + is.min().getAsInt());
out.println("is所有元素的总和：" + is.sum());
out.println("is所有元素的总数：" + is.count());
out.println("is所有元素的平均值：" + is.average());
out.println("is所有元素的平方是否都大于20:" + is.allMatch(ele -> ele * ele > 20));
out.println("is是否包含任何元素的平方大于20:" + is.anyMatch(ele -> ele * ele > 20));
// 将is映射成一个新Stream，新Stream的每个元素是原Stream元素的2倍+1
var newIs = is.map(ele -> ele * 2 + 1);
// 使用方法引用的方式来遍历集合元素
// 输出41 27 -3 37
newIs.forEach(out::println);
}
}
Stream提供了大量方法进行聚集操作，有些方法是“中间方法”（intermediate），有些是“末端方法”（teminal）
- 中间方法：中间操作允许流保持打开状态，并允许直接调用后续方法，例如代码中的map()方法就是，中间方法的返回值是另外一个流
- 末端方法：末端方法是对流的最终操作，当对某个Stream执行末端方法后，该流将会被“消耗”且不再可用，例如代码中的sum()、count()、average()等方法都是末端方法
流的方法还有两个特征
- 有状态的方法：这种方法会给流增加一些新的属性，比如元素的唯一性、元素的最大数量、保证元素以排序的方式被处理等，但性能开销ye’bi’jiao’da
- 短路方法：该方法可以尽早结束对流的操作，不必检查所有的元素
Stream常用的中间方法：
- filter(Predicate predicate):过滤Stream中所有不符合predicate的元素
- mapToXxx(ToXxxFunction mapper):使用ToXxxFunction对流中的元素执行一对一的转换，该方法返回的新流中包含了ToXxxFunction转换生成的所有元素
- peek(Consumer action):依次对每个元素执行一些操作，该方法返回的流与原有流包含相同的元素，该方法主要用于调试。
- distinct():该方法用于排序流中所有重复的元素(判断元素重复的标准是使用equals()比较返回true)，这是一个有状态的方法
- sorted():该方法用于保证流中的元素在后续的访问中处于有序状态，这也是一个有状态的方法
- limit(long maxSize):该方法用于保证对该流的后续访问中最大允许访问的元素个数，这也是一个有状态的且短路方法
Stream常用的末端方法：
- forEach(Consumer action): 遍历流中所有元素，对每个元素执行action
- toArray():将流中所有元素转换为一个数组
- reduce():该方法有三个重载的版本，都用于通过某种操作来合并流中的元素
- min():返回流中所有元素的最小值
- max():返回流中所有元素的最大值
- count():返回流中所有元素的数量
- anyMatch(Predicate predicate): 判断流中是否至少包含一个元素符合Predicate条件
- allMatch(Predicate predicate):判断流中是否每个元素都符合Predicate条件
- nonMatch(Predicate predicate):判断流中是否所有元素都不符合Predicate条件
- findFirst():返回流中的第一个元素
- findAny():返回流中的任意一个元素
Java8之后允许使用流式API来操作集合，Collection接口提供了一个stream()默认方法，用于返回该集合对应的流
package demo;
import java.util.*;
import static java.lang.System.out;
public class CollectionStream
{
public static void main(String[] args)
{
// 创建books集合、为books集合添加元素的代码与8.2.5小节的程序相同。
var books = new HashSet();
books.add("What are you doing now?");
books.add("How are you doing today day day?");
books.add("How do you do!");
books.add("How do you do do do do!");
books.add("How are you doing today?");
// 统计书名包含“疯狂”子串的图书数量
// 输出4
out.println(books.stream().filter(ele->((String) ele).contains("疯狂")).count());
// 统计书名包含“Java”子串的图书数量
// 输出2
out.println(books.stream().filter(ele->((String) ele).contains("Java") ).count());
// 统计书名字符串长度大于10的图书数量
// 输出2
out.println(books.stream().filter(ele->((String) ele).length() > 10).count());
// 先调用Collection对象的stream()方法将集合转换为Stream对象,
// 再调用Stream的mapToInt()方法获取原有的Stream对应的IntStream
// 这个mapToInt()就是个中间方法，因此程序可以继续调用forEach()方法遍历IntStream中每个元素
// 输出8 11 16 7 8
books.stream().mapToInt(ele -> ((String) ele).length()).forEach(out::println);
}
}
