一文带你掌握Java8强大的StreamAPI

目录

• Stream 概述
• Stream 实例化
• 1、方式一：通过集合
• 2、方式二：通过数组
• 3、方式三：通过Stream的of()
• 4、方式四：创建无限流
• Stream 中间操作
• 1、筛选与切片
• 2、映射
• 3、排序
• Stream 终止操作
• 1、匹配与查找
• 2、归约
• 3、收集

Stream 概述

Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这是目前为止对Java类库最好的补充，因为Stream API可以极大提供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 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。 使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简言之，Stream API提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

实际开发中，项目中多数数据源都来自于Mysql，Oracle等。但随着数据源丰富，有MongDB，Radis等，这些NoSQL的数据就需要Java层面去处理。

Stream 和 Collection 集合的区别：Collection 是一种静态的内存数据结构，而Stream 是有关计算的。前者是主要面向内存，存储在内存中，后者主要是面向 CPU，通过 CPU 实现计算。

Stream 是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。
“集合讲的是数据，Stream讲的是计算。”

注意：
①Stream 不会存储元素。
②Stream 不会改变源对象。其会返回一个持有结果的新Stream。
③Stream 操作是延迟执行的。其会等到需要结果的时候才执行。

Stream 操作的三个步骤：
①Stream 实例化（创建）：一个数据源（如：集合、数组），获取一个流。
②中间操作：一个中间操作链，对数据源的数据进行处理。
③终止操作(终端操作)：一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不能再被使用（需要的话需要另一个Stream）。

Stream 实例化

1、方式一：通过集合

Java8 中的 Collection 接口被扩展，提供了两个获取流的方法：

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> arrayList = new ArrayList<>();
        arrayList.add("aa");
        arrayList.add("哈哈");
        arrayList.add("99");
        //返回一个顺序流，即"aa"->"哈哈"->"99"
        Stream<String> stream1 = arrayList.stream();
        //返回一个并行流
        Stream<String> stream2 = arrayList.parallelStream();
    }
}

2、方式二：通过数组

Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流：

import java.util.Arrays;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        Double[] doubles = {1.1, 2.0, 4.3, 9.9};
        Stream<Double> stream = Arrays.stream(doubles);
    }
}

3、方式三：通过Stream的of()

调用Stream类静态方法 of()，通过显示值创建一个流，其可接收任意数量的参数：

import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        Double[] doubles = {1.1, 2.0, 4.3, 9.9};
        Stream<Double> doubles1 = Stream.of(doubles);
        Stream<? extends Number> stream = Stream.of(1, 2, 3, 9.9);
    }
}

4、方式四：创建无限流

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate() 创建无限流：

import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        // 迭代
        // public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)
        Stream<Integer> stream = Stream.iterate(0, x -> x + 2);
        stream.limit(10).forEach(System.out::println);
        // 生成
        // public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
        Stream<Double> stream1 = Stream.generate(Math::random);
        stream1.limit(10).forEach(System.out::println);
    }
}

Stream 中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理。而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值”。

1、筛选与切片

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-05-17:25
 * @Description:
 */
public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> arrayList = Arrays.asList("aa","bb","cc","aa");
        Stream<String> stream = arrayList.stream();
        stream.filter(e -> !e.equals("aa")).forEach(System.out :: println); //bb cc
        System.out.println("==========");
        arrayList.stream().limit(2).forEach(System.out :: println); //aa bb
        System.out.println("==========");
        arrayList.stream().skip(2).forEach(System.out :: println); //cc aa
        System.out.println("==========");
        arrayList.stream().distinct().forEach(System.out :: println); //aa bb cc
    }
}

2、映射

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-05-17:25
 * @Description:
 */
public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> arrayList = Arrays.asList("aa","bb","cc","aa");
        Stream<String> stream = arrayList.stream();
        stream.map(x -> x.toUpperCase()).forEach(System.out :: println); //AA BB CC AA
        System.out.println("====================");
        arrayList.stream().map(StreamAPITest::fromStringToStream).forEach(System.out :: println); //类似于add()
        arrayList.stream().flatMap(StreamAPITest::fromStringToStream).forEach(System.out :: println); //类似于addAll()
    }

    public static Stream<Character> fromStringToStream(String str){
        ArrayList<Character> arrayList = new ArrayList<>();
        for (Character c : str.toCharArray()){
            arrayList.add(c);
        }
        return arrayList.stream();
    }
}

3、排序

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-05-17:25
 * @Description:
 */
public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);
        list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
        System.out.println("===============");
        list.stream().sorted((e1,e2) -> -Integer.compare(e1,e2)).forEach(System.out :: println);
    }
}

Stream 终止操作

终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。流进行了终止操作后，不能再次使用。

1、匹配与查找

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-05-17:25
 * @Description:
 */
public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);

        boolean allMatch = list.stream().allMatch(e -> e > 0);
        System.out.println(allMatch);
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(e -> e > 0);
        System.out.println(anyMatch);
        boolean noneMatch = list.stream().noneMatch(e -> e > 100);
        System.out.println(noneMatch);

        System.out.println("==========================");

        Optional<Integer> first = list.stream().sorted().findFirst();
        System.out.println(first);
        Optional<Integer> any = list.parallelStream().findAny();
        System.out.println(any);

        System.out.println("==========================");

        long count = list.stream().filter(e -> e > 0).count();
        System.out.println(count);

        System.out.println("==========================");

        Optional<Integer> max = list.stream().max(Integer :: compare);
        System.out.println(max);
        Optional<Integer> min = list.stream().min((e1, e2) -> Integer.compare(e1, e2));
        System.out.println(min);

        System.out.println("==========================");
        list.stream().forEach(System.out :: println);
    }
}

2、归约

map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因 Google 用它来进行网络搜索而出名。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-05-17:25
 * @Description:
 */
public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);
        Integer reduce1 = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
        Integer reduce11 = list.stream().reduce(0, (e1,e2) -> e1 + e2);
        System.out.println(reduce1);
        System.out.println(reduce11);
        Optional<Integer> reduce2 = list.stream().reduce(Integer::sum);
        System.out.println(reduce2);
    }
}

3、收集

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、
Map)。另外， Collectors 实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例，具体方法与实例如下表：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * @Author: Yeman
 * @Date: 2021-10-05-17:25
 * @Description:
 */
public class StreamAPITest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);
        List<Integer> collect = list.stream().filter(e -> e > 0).collect(Collectors.toList());
        collect.forEach(System.out :: println); //2 22 6
    }
}

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