玩转 Java8 中的 Stream 之从零认识 Stream

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mb5fe94b3e552d9 2021-06-21 13:19:37

文章标签 java 文章分类 Java 后端开发

来源：jianshu.com/p/11c925cdba50

操作符
- 中间操作符
- 终止操作符
代码演练
总结

相信Java8的Stream 大家都已听说过了，但是可能大家不会用或者用的不熟，文章将带大家从零开始使用，循序渐进，带你走向Stream的巅峰。

操作符

什么是操作符呢？操作符就是对数据进行的一种处理工作，一道加工程序；就好像工厂的工人对流水线上的产品进行一道加工程序一样。

Stream的操作符大体上分为两种：中间操作符和终止操作符

中间操作符

对于数据流来说，中间操作符在执行制定处理程序后，数据流依然可以传递给下一级的操作符。

中间操作符包含8种(排除了parallel,sequential,这两个操作并不涉及到对数据流的加工操作)：

map(mapToInt,mapToLong,mapToDouble) 转换操作符，把比如A->B，这里默认提供了转int，long，double的操作符。
flatmap(flatmapToInt,flatmapToLong,flatmapToDouble) 拍平操作比如把 int[]{2,3,4} 拍平变成 2，3，4 也就是从原来的一个数据变成了3个数据，这里默认提供了拍平成int,long,double的操作符。
limit 限流操作，比如数据流中有10个我只要出前3个就可以使用。
distint 去重操作，对重复元素去重，底层使用了equals方法。
filter 过滤操作，把不想要的数据过滤。
peek 挑出操作，如果想对数据进行某些操作，如：读取、编辑修改等。
skip 跳过操作，跳过某些元素。
sorted(unordered) 排序操作，对元素排序，前提是实现Comparable接口，当然也可以自定义比较器。

终止操作符

数据经过中间加工操作，就轮到终止操作符上场了；终止操作符就是用来对数据进行收集或者消费的，数据到了终止操作这里就不会向下流动了，终止操作符只能使用一次。

collect 收集操作，将所有数据收集起来，这个操作非常重要，官方的提供的Collectors 提供了非常多收集器，可以说Stream 的核心在于Collectors。
count 统计操作，统计最终的数据个数。
findFirst、findAny 查找操作，查找第一个、查找任何一个返回的类型为Optional。
noneMatch、allMatch、anyMatch 匹配操作，数据流中是否存在符合条件的元素返回值为bool 值。
min、max 最值操作，需要自定义比较器，返回数据流中最大最小的值。
reduce 规约操作，将整个数据流的值规约为一个值，count、min、max底层就是使用reduce。
forEach、forEachOrdered 遍历操作，这里就是对最终的数据进行消费了。
toArray 数组操作，将数据流的元素转换成数组。

这里只介绍了Stream，并没有涉及到IntStream、LongStream、DoubleStream，这三个流实现了一些特有的操作符，我将在后续文章中介绍到。

说了这么多，只介绍这些操作符还远远不够；俗话说，实践出真知。那么，Let‘s go。

代码演练

Stream 的一系列操作必须要使用终止操作，否者整个数据流是不会流动起来的，即处理操作不会执行。

map，可以看到 map 操作符要求输入一个Function的函数是接口实例，功能是将T类型转换成R类型的。

map操作将原来的单词转换成了每个单的长度，利用了String自身的length()方法，该方法返回类型为int。这里我直接使用了lambda表达式，关于lambda表达式还请读者们自行了解吧。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Stream.of("apple","banana","orange","waltermaleon","grape")
                .map(e->e.length()) //转成单词的长度 int
                .forEach(e->System.out.println(e)); //输出
    }
}

当然也可以这样，这里使用了成员函数引用，为了便于读者们理解，后续的例子中将使用lambda表达式而非函数引用。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
         Stream.of("apple","banana","orange","waltermaleon","grape")
                .map(String::length) //转成单词的长度 int
                .forEach(System.out::println);
    }
}

结果如图：

mapToInt 将数据流中得元素转成Int，这限定了转换的类型Int，最终产生的流为IntStream，及结果只能转化成int。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
         Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .mapToInt(e -> e.length()) //转成int
                .forEach(e -> System.out.println(e));
    }
}

mapToInt如图：

mapToLong、mapToDouble 与mapToInt 类似

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
         Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .mapToLong(e -> e.length()) //转成long ,本质上是int 但是存在类型自动转换
                .forEach(e -> System.out.println(e));
    }
}

mapToLong 如图：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
         Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .mapToDouble(e -> e.length()) //转成Double ，自动类型转换成Double
                .forEach(e -> System.out.println(e));
    }
}

mapToDouble如图：

flatmap 作用就是将元素拍平拍扁，将拍扁的元素重新组成Stream，并将这些Stream 串行合并成一条Stream

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Stream.of("a-b-c-d","e-f-i-g-h")
                .flatMap(e->Stream.of(e.split("-")))
                .forEach(e->System.out.println(e));

    }
}

flatmap 如图：

flatmapToInt、flatmapToLong、flatmapToDouble 跟flatMap 都类似的，只是类型被限定了，这里就不在举例子了。
limit 限制元素的个数，只需传入 long 类型表示限制的最大数

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Stream.of(1,2,3,4,5,6)
                .limit(3) //限制三个
                .forEach(e->System.out.println(e)); //将输出 前三个 1，2，3
    }
}

limit如图：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Stream.of(1,2,3,1,2,5,6,7,8,0,0,1,2,3,1)
                .distinct() //去重
                .forEach(e->System.out.println(e));

    }
}

distinct 如图：

filter 对某些元素进行过滤，不符合筛选条件的将无法进入流的下游

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Stream.of(1,2,3,1,2,5,6,7,8,0,0,1,2,3,1)
                .filter(e->e>=5) //过滤小于5的
                .forEach(e->System.out.println(e));
    }
}

filter 如图：

peek 挑选，将元素挑选出来，可以理解为提前消费

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        User w = new User("w",10);
        User x = new User("x",11);
        User y = new User("y",12);

        Stream.of(w,x,y)
                .peek(e->{e.setName(e.getAge()+e.getName());}) //重新设置名字 变成 年龄+名字
                .forEach(e->System.out.println(e.toString()));

    }

    static class User {

        private String name;

        private int age;

        public User(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }

        public int getAge() {
            return age;
        }

        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "User{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }

}

peek 如图：

skip 跳过元素

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9)
                .skip(4) //跳过前四个
                .forEach(e->System.out.println(e)); //输出的结果应该只有5，6，7，8，9
    }
}

skip 如图：

sorted 排序底层依赖Comparable 实现，也可以提供自定义比较器

这里Integer 实现了比较器

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Stream.of(2,1,3,6,4,9,6,8,0)
                .sorted()
                .forEach(e->System.out.println(e));
    }
}

sorted 默认比较器如图：

这里使用自定义比较，当然User 可以实现Comparable 接口

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        User x = new User("x",11);
        User y = new User("y",12);
        User w = new User("w",10);

        Stream.of(w,x,y)
                .sorted((e1,e2)->e1.age>e2.age?1:e1.age==e2.age?0:-1)
                .forEach(e->System.out.println(e.toString()));

    }

    static class User {

        private String name;

        private int age;

        public User(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }

        public int getAge() {
            return age;
        }

        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "User{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }

}

如图：

collect 收集，使用系统提供的收集器可以将最终的数据流收集到List，Set，Map等容器中。

这里我使用collect 将元素收集到一个set中

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .collect(Collectors.toSet()) //set 容器
                .forEach(e -> System.out.println(e));
    }
}

咦？，不是说终止操作符只能使用一次吗，为什么这里调用了forEach 呢？forEach不仅仅是是Stream 中得操作符还是各种集合中得一个语法糖，不信咋们试试。

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Set<String> stringSet = Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .collect(Collectors.toSet()); //收集的结果就是set
        stringSet.forEach(e->System.out.println(e)); set的语法糖forEach
}

结果如图：

count 统计数据流中的元素个数，返回的是long 类型

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        long count = Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .count();

        System.out.println(count);
    }
}

count 如图：

findFirst 获取流中的第一个元素

这里找到第一个元素 apple

public class FindFirst {

    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> stringOptional = Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .findFirst();
        stringOptional.ifPresent(e->System.out.println(e));
    }
}

findFirst 结果如图：

findAny 获取流中任意一个元素

public class FindAny {

    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> stringOptional = Stream.of("apple", "banana", "orange", "waltermaleon", "grape")
                .parallel()
                .findAny(); //在并行流下每次返回的结果可能一样也可能不一样
        stringOptional.ifPresent(e->System.out.println(e));
    }
}

findAny 在并行流下使用结果：

输出了orange

输出了banana

noneMatch 数据流中得没有一个元素与条件匹配的

这里的作用是是判断数据流中一个都没有与aa 相等元素，但是流中存在 aa ，所以最终结果应该是false

public class NoneMatch {

    public static void main(String[] args) {
        boolean result = Stream.of("aa","bb","cc","aa")
                .noneMatch(e->e.equals("aa"));
        System.out.println(result);
    }
}

noneMatch 如图：

allMatch和anyMatch 一个是全匹配，一个是任意匹配和noneMatch 类似，这里就不在举例了。
min 最小的一个，传入比较器，也可能没有(如果数据流为空)

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Optional<Integer> integerOptional = Stream.of(0,9,8,4,5,6,-1)
                .min((e1,e2)->e1.compareTo(e2));

        integerOptional.ifPresent(e->System.out.println(e));

    }

min如图：

max 元素中最大的，需要传入比较器，也可能没有（流为Empty时）

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Optional<Integer> integerOptional = Stream.of(0,9,8,4,5,6,-1)
                .max((e1,e2)->e1.compareTo(e2));

        integerOptional.ifPresent(e->System.out.println(e));

    }
}

max 如图：

reduce 是一个规约操作，所有的元素归约成一个，比如对所有元素求和，乘啊等。

这里实现了一个加法，指定了初始化的值

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        int sum = Stream.of(0,9,8,4,5,6,-1)
              .reduce(0,(e1,e2)->e1+e2);
        System.out.println(sum);
    }
}

reduce 如图：

forEach

forEach 其实前就已经见过了，对每个数据遍历迭代

forEachOrdered 适用用于并行流的情况下进行迭代，能保证迭代的有序性

这里通过并行的方式输出数字

public class ForEachOrdered {
    public static void main(String[] args) {
        Stream.of(0,2,6,5,4,9,8,-1)
                .parallel()
                .forEachOrdered(e->{
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+": "+e);});
    }
}

forEachOrdered 如图：

toArray 转成数组，可以提供自定义数组生成器

public class ToArray {
    public static void main(String[] args) {
        Object[] objects=Stream.of(0,2,6,5,4,9,8,-1)
                .toArray();

        for (int i = 0; i < objects.length; i++) {
            System.out.println(objects[i]);
        }
    }
}

toArray 如图：