【Java】Java 8的新特性——Stream

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Stream是什么

 Stream是Java 8中添加的一个新特性，它与java.io包里的InputStream和OutputStream是完全不同的概念。它借助于Lambda表达式，可以让你以一种声明的方式处理数据，可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

Stream Demo

直接上Demo，感受一下

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List<String> myList = Array.asList("a", "b", "c", "d", "e");
myList.stream()
      .filter(s -> s.startsWith("1"))
      .map(String :: toUpperCase)
      .sorted()
      .foreach(System.out :: println)

Stream如何工作

 当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：

  • 获取一个数据源（source）
  • 数据转换
  • 执行操作获取想要的结果

 每次转换原有Stream对象不改变，返回一个新的Stream对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道，如下图所示。



在Stream中，分为两种操作：

  • 中间操作
  • 结束操作

 中间操作返回Stream，终端操作返回void或者非Stream结果。在demo中，filter、map、sorted都算是中间操作，而foreach是一个结束操作。

Stream如何生成

 创建Stream的方式很多，最常见的是从Collections、List、和Set中生成

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List<String> myList = Arrays.asList("a1", "a2", "b1", "c2", "c1");
Stream<String> stream = myList.stream()

 在对象myList上调用方法stream()返回一个常规对象Stream。

 也可以从一堆已知对象中生成。

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Stream<String> stream = Stream.of("a1", "a2", "a3")

当然了，还有其它方式：

  • Collection.stream()
  • Collection.parallelStream()
  • BufferedReader.lines()
  • Files.walk()
  • BitSet.stream()
  • Random.ints()
  • JarFile.stream()
  • ……

常规操作

forEach

forEach方法接收一个Lambda表达式，用来迭代流中的每个数据

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Stream.of(1, 2, 3).forEach(System.out :: println)
// 1
// 2
// 3

map

map用于映射每个元素到对应的结果

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Stream.of(1, 2, 3).map( i -> i*i ).forEach(System.out :: println);
// 1
// 4
// 9

filter

filter用于通过设置的条件过滤出元素

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Stream.of(1, 2, 3).filter( i -> i == 1).forEach(System.out :: println);
// 1

limit

limit用于获取指定数量的流

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Stream.of(1, 2, 3, 4, 5).limit(2).forEach(System.out :: println)
// 1
// 2

sorted

sorted用于对流进行排序

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Stream.of(4, 1, 5).sorted().forEach(System.out :: println);
// 1
// 4
// 5

Match

有三个match方法，从语义上说：

  • allMatch：Stream中全部元素符合传入的predicate，返回true
  • anyMatch：Stream中只要有一个元素符合传入的predicate，返回true
  • noneMatch：Stream中没有一个元素符合传入的predicate，返回true

它们都不是要遍历全部元素才能返回结果。例如allMatch只要一个元素不满足条件，就skip剩下的所有元素，返回false。

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boolean result = Stream.of("a1", "a2", "a3").allMatch( i -> i.startsWith("a"));
System.out.println(result)
// true

reduce

reduce方法根据指定的函数将元素序列积累到某个值。此方法有两个参数：

  • 起始值
  • 累加器函数

如果有一个List，希望得到所有这些元素和一些初始值的总和。

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int result = Stream.of(1, 2, 3).reduce(20, (a, b) -> a + b);
System.out.println(result)
// 26

collect

Collectors类中提供了功能丰富的工具方法

  • toList
  • toSet
  • toCollection
  • toMap
  • ……

而这些方法，都需要通过collect方法传入。

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Set<Integer> result = Stream.of(1, 1, 2, 3).collect(Collectors.toSet());
System.out.println(result);
// [1, 2, 3]

collect可以把Stream数据流转化为Collection对象。

骚技巧

for循环

 除了常规的对象Stream，还有一些有特殊类型的Stream，用于处理基本数据类型int、long和double，它是IntStream、LongStream和DoubleStream。

 比如可以使用IntStream.range()来代替常规的for循环。

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IntStream.range(1, 4).forEach(System.out :: println);

随机数

Random的ints方法可以返回一个随机数据流，比如返回1到100的10个随机数。

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Random random = new Random();
random.ints(1, 100).limit(10).forEach(System.out :: println);

大小写转化
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List<String> output = wordList.stream()
  .map(String :: toUpperCase)
  .collect(Collectors.toList());

总结：Stream特点

  • 无存储

  Stream并不是一种数据结构，它只是某种数据源的一个视图

  • 安全性

 对Stream的任何修改都不会修改背后的数据源，比如对stream执行过滤操作并不会删除被过滤的元素，而是产生一个不包含被过滤元素的新Stream。

  • 惰式执行

 Stream上的操作并不会立即执行，只有等到用户真正需要结果的时候才会执行。

  • 一次性

 Stream只能被“消费”一次，一旦遍历过就会失效，就像容器的迭代器那样，想要再次遍历必须重新生成。

  • lambda

 所有Stream的操作必须以lambda表达式为参数

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