Java8中Stream流式操作指南之入门篇

目录

• 简介
• 正文
• 1. 流是什么
• 2. 老板，上栗子
• 3. 流的操作步骤
• 4. 流的特点
• 5. 流式操作和集合操作的区别：
• 总结

简介

流式操作也叫做函数式操作，是Java8新出的功能

流式操作主要用来处理数据（比如集合），就像泛型也大多用在集合中一样（看来集合这个小东西还是很关键的啊，哪哪都有它）

下面我们主要用例子来介绍下，流的基操（建议先看下lambda表达式篇，里面介绍的lambda表达式、函数式接口、方法引用等，下面会用到）

正文

1. 流是什么

流是一种以声明性的方式来处理数据的API

什么是声明性的方式？

就是只声明，不实现，类似抽象方法（多态性）

2. 老板，上栗子

下面我们举个栗子，来看下什么是流式操作，然后针对这个栗子，引出后面的相关概念

需求：筛选年龄大于1的猫（猫的1年≈人的5年），并按年龄递增排序，最后提取名字单独存放到列表中

public class BasicDemo {
   public static void main(String[] args) {
     // 以下猫的名字均为真名，非虚构
       List<Cat> list = Arrays.asList(new Cat(1, "tangyuan"), new Cat(3, "dangdang"), new Cat(2, "milu"));
       // === 旧代码 Java8之前 ===
       List<Cat> listTemp = new ArrayList<>();
       // 1. 筛选
       for(Cat cat: list){
           if(cat.getAge()>1){
               listTemp.add(cat);
          }
      }
       // 2. 排序
       listTemp.sort(new Comparator<Cat>() {
           @Override
           public int compare(Cat o1, Cat o2) {
               // 递增排序
               return Integer.compare(o1.getAge(), o2.getAge());
          }
      });
       // 3. 提取名字
       List<String> listName = new ArrayList<>();
       for(Cat cat: listTemp){
           listName.add(cat.getName());
      }
       System.out.println(listName);

       // === 新代码 Java8之后 ===
       List<String> listNameNew = list.stream()
        // 函数式接口 Predicate的 boolean test(T t)抽象方法
        .filter(cat -> cat.getAge() > 1)
         // lambda表达式的方法引用
        .sorted(Comparator.comparingInt(Cat::getAge))
        // 函数式接口 Funtion的 R apply(T t)抽象方法
        .map(cat-> cat.getName())
        // 收集数据，把流转为集合List
        .collect(Collectors.toList());
       System.out.println(listNameNew);
  }
}
class Cat{
   int age;
   String name;

   public Cat(int age, String name) {
       this.age = age;
       this.name = name;
  }
// 省略getter/setter
}

可以看到，用了流式操作，代码简洁了很多（秒哇）

Q：有的官人可能会想，这跟前面lambda表达式的组合操作有点像啊。

A：你说对了，确实只是像，区别还是很大的。因为lambda表达式的组合操作其实还是属于直接针对集合的操作；

文末会讲到直接操作集合和流式操作的区别，这里先跳过

下面我们基于这个栗子，来分别介绍涉及到的知识点

3. 流的操作步骤

我们先忽略旧版的集合操作（后面介绍流和集合的区别时再说），先来介绍流的操作（毕竟流才是今天的主角嘛）

流的操作分三步走：创建流、中间操作、终端操作

流程如下图：

这里我们要关注一个很重要的点：

在终端操作开始之前，中间操作不会执行任何处理，它只是声明执行什么操作；

你可以想象上面这个流程是一个流水线：我们这里做个简化处理

• 目的：先告诉你，我们要加工瓶装的水（先创建流，告诉你要处理哪些数据）
• 再针对这些瓶子和水，来搭建一个流水线：固定瓶子的夹具、装水的水管、拧盖子的爪子、装箱的打包器（中间操作，声明要执行的操作）
• 最后按下启动按钮，流水线开始工作（终端操作，开始根据中间操作来处理数据）

因为每一个中间操作都是返回一个流（Stream），这样他们就可以一直组合下去（我好像吃到了什么东西？），但是他们的组合顺序是不固定的，流会根据系统性能去选择合适的组合顺序

我们可以打印一些东西来看下：

List<Cat> list = Arrays.asList(new Cat(1, "tangyuan"), new Cat(3, "dangdang"), new Cat(2, "milu"));
List<String> listNameNew = list.stream()
.filter(cat -> {
   System.out.println("filter: " + cat);
   return cat.getAge() > 1;
})
.map(cat-> {
   System.out.println("map:" + cat);
   return cat.getName();
})
.collect(Collectors.toList());

输出如下：

filter: Cat{age=1}
filter: Cat{age=3}
map:Cat{age=3}
filter: Cat{age=2}
map:Cat{age=2}

可以看到，中间操作的filter和map组合到一起交叉执行了，尽管他们是两个独立的操作（这个技术叫作循环合并）

这个合并主要是由流式操作根据系统的性能来自行决定的

既然讲到了循环合并，那下面捎带说下短路技巧

短路这个词大家应该比较熟悉（比如脑子短路什么的），指的是本来A->B->C是都要执行的，但是在B的地方短路了，所以就变成了A->C了

这里的短路指的是中间操作，由于某些原因（比如下面的limit），导致只执行了部分，没有全部去执行

我们来修改下上面的例子（加了一个中间操作limit)：

List<Cat> list = Arrays.asList(new Cat(1, "tangyuan"), new Cat(3, "dangdang"), new Cat(2, "milu"));
List<String> listNameNew = list.stream()
.filter(cat -> {
   System.out.println("filter: " + cat);
   return cat.getAge() > 1;
})
.map(cat-> {
   System.out.println("map:" + cat);
   return cat.getName();
})
 // 只加了这一行
.limit(1)
.collect(Collectors.toList());

输出如下：

filter: Cat{age=1}
filter: Cat{age=3}
map:Cat{age=3}

可以看到，因为limit(1)只需要一个元素，所以filter过滤时，只要找到一个满足条件的，就会停止过滤操作（后面的元素就放弃了），这个技巧叫做短路技巧

这个就很大程度上体现了中间操作的组合顺序带来的优点：需要多少，处理多少，即按需处理

4. 流的特点

特点有三个：

• 声明性：简洁，易读，代码行数大大减少（每天有代码行数要求的公司除外）
• 可复合：更灵活，各种组合都可以（只要你想，只要流有）
• 可并行：性能更好（不用我们去写多线程，多好）

5. 流式操作和集合操作的区别：

现在我们再来回顾下开头例子中的集合操作：筛选->排序->提取

List<Cat> listTemp = new ArrayList<>();
// 1. 筛选
for(Cat cat: list){
 if(cat.getAge()>1){
   listTemp.add(cat);
}
}
// 2. 排序
listTemp.sort(new Comparator<Cat>() {
 @Override
 public int compare(Cat o1, Cat o2) {
   // 递增排序
   return Integer.compare(o1.getAge(), o2.getAge());
/**
   * Q：为啥不用减法 return o1.getAge() - o2.getAge()？
   * A：因为减法会有数据溢出的风险
   * 如果o1.getAge()为20亿，o2.getAge()为-2亿，那么结果就会超过int的极限21亿多
   **/
}
});
// 3. 提取名字
List<String> listName = new ArrayList<>();
for(Cat cat: listTemp){
 listName.add(cat.getName());
}
System.out.println(listName);

可以看到跟流式操作不一样的有两点：

• 集合操作中有一个listTemp临时变量（流式操作没），
• 集合操作一直都在处理数据（而流式操作是直到最后一步的终端操作才会去处理数据），依次筛选->排序->提取名字，是顺序执行的

下面我们用表格来列出区别，应该会直观点

用生活中的例子来对比的话，可以用电影来比喻

流就好比在线观看，集合就好本地观看（下载到本地）

总结

流是什么：

• 流是一种以声明性的方式来处理数据的API
• 流是从支持数据处理操作的源生成的元素序列
  • 源：数据的来源，比如集合，文件等（本节只介绍了集合的流式操作，因为用的比较多；后面有空再介绍其他的）
  • 数据处理操作：就是流的中间操作，比如filter, map
  • 元素序列：通过流的终端操作，返回的结果集
• 流的操作流程：
  • 创建流 -> 中间操作 -> 终端操作
  • 中间操作只是声明，不真实处理数据，直到终端操作开始才会执行
• 循环合并：中间操作会自由组合（流根据系统自己来决定组合的顺序）
• 短路技巧：如果中间操作处理的数据已经达到需求，则会立即停止处理数据（比如limit(1)，则当处理完1个就会停止处理）
• 流式操作和集合操作的区别：
  • 流按需处理，集合全处理
  • 流主攻数据处理，集合主攻数据存储
  • 流简洁，集合不
  • 流内部迭代（只迭代一次，完后流会消失），集合外部迭代（可一直迭代）

到此这篇关于Java8中Stream流式操作的文章就介绍到这了,更多相关Java8中Stream流式操作内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！