JDK8的Stream操作

原文：https://mp.weixin.qq.com/s/N2zor5RzuHHTHQLHWVBttg

作者：思海同学  好好学java

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　　相对于Java8之前的Java的相关操作简直是天差地别，Java8 的流式操作的出现，也很大程度上改变了开发者对于Java的繁琐的操作的印象，从此，Java也走向了函数式编程的道路！我相信只要长期的使用，一定可以精简你的代码，写的更加顺手，你也会喜欢上它的！

1 流的创建

1.1  创建流的方法

　　既然需要聊聊流的操作，那么，首先还是先看看怎么创建流。创建流的方法有三种，分别是：Stream.of()、Stream.iterate()、Stream.generate()，然后，分别看一下这三个方法的声明。

static <T> Stream<T> of(T... values)

static <T> Stream<T> iterate(T seed, UnaryOperator<T> f)

static <T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)

　　Stream.of()：参数很简单，就是一系列的泛型参数。

　　Stream.iterate()：第一个参数是一个初始值，第二个参数是一个操作。

　　Stream.generate()：参数就是一个Supplier的供给型的参数。

1.2  创建流的方法举例

/**
  * 创建Stream
  */
public static void createStream(){
//利用Stream.of方法创建流
    Stream<String> stream = Stream.of("hello", "world", "Java8");
    stream.forEach(System.out::println);
    System.out.println("##################");

    //利用Stream.iterate方法创建流，limit限制Stream的长度
    List<Integer> stream2 = Stream.iterate(10, n -> n + 1).limit(5).collect(Collectors.toList());
    stream2.forEach(System.out::println);
    System.out.println("##################");

    //利用Stream.generate方法创建流
    List<Double> stream3 = Stream.generate(Math::random).limit(5).collect(Collectors.toList());
    stream3.forEach(System.out::println);
    System.out.println("##################");

    //从现有的集合中创建流
    List<String> strings = Arrays.asList("hello", "world", "Java8");
    String string = strings.stream().collect(Collectors.joining(","));
    System.out.println(string);
}

　　在上面的例子中，Stream.of()方法的参数是几个字符串；Stream.iterate()方法的第一个参数是初始值 10，第二个参数是在10 的基础上每次加 1 的操作；Stream.generate()的参数是用 Random 方法产生随机数。

1.3 流的创建总结

　　流的创建有三种方法，分别是Stream.of()、Stream.iterate()、Stream.generate()，这几个都是 Stream 类的静态方法，所以，使用起来非常的方便。

2. 流的操作

　　我们知道怎么创建流了，接下来，我们就看看对流可以进行哪些操作，使用了 Stream 流之后，是否会比 Java8 之前方便很多呢？

2.1  装箱流

　　在处理对象流的时候，可以利用 Collectors 类的静态方法转换为集合，例如，将字符串流转换为 List<String> ，这种方式是没有问题的。但是，如果遇到 double流想要转换为 List时，这是就会报错。

DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0).collect(Collectors.toList());//错误的写法

　　这种方式就是错误的，编译是不能通过的。别慌，对于这种问题，有 3 种比较好的解决方法。

　　boxed 方法

　　利用 boxed 方法，可以将 DoubleStream 转换为 Stream<Double> ，这样就解决了上面的问题，例如：

DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0).boxed().collect(Collectors.toList());

　　mapToObj 方法

　　利用 mapToObj 方法也可以实现上面的功能，另外，也提供了 mapToInt、mapToLong、mapToDouble 等方法将基本类型流转换为相关包装类型。 

DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0).mapToObj(Double::valueOf).collect(Collectors.toList());

　　collect 方法

 　　一般情况下，我们利用 collect 方法的时候，都是用于将流的数据收集为基本类型的集合，例如： 

stream.collect(Collectors.toList())

　　然而，collect 方法其实还有一种更加一般化的形式，如下：

<R> R collect(Supplier<R> supplier, ObjIntConsumer<R> accumulator, BiCnsumer<R,R> combiner)

　　上面这种方法的第一个参数是一个供给器，相当于初始化一个容器，第二个参数是累加器，相当于给初始化的容器赋值，第三个参数是组合器，相当于将这些元素全部组合到一个容器。

　　下面，我们通过一个简单的例子来看看到底是怎么使用的

List<Double> list = DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0).collect(ArrayList<Double>::new, ArrayList::add, ArrayList::addAll);

　　上面的例子我们可以看到，第一个参数：使用一个静态方法初始化一个 List 容器，第二个参数：使用静态方法 add ，添加元素，第三个参数：使用静态方法 addAll ，用于联合所有的元素。

　　从最后的返回值为 List<Double>，我们也可以看出，全部组合成一个初始化的 List 集合中了。

2.2 字符串与流之间的转换

　　这一小节主要讲解一下字符串与流之间的转换，将 String 转为流有两种方法，分别是 java.lang.CharSequence 接口定义的默认方法 chars 和 codePoints ，而将流转为字符串就是我们前面已经讲解到的方法 collect 。

public void testString2Stream() {
    //使用codePoints把字符串转成Stream，在使用collect转成字符串
    String s = "hello world Java8".codePoints()
           .collect(StringBuffer::new, StringBuffer::appendCodePoint, StringBuffer::append).toString();
    //使用chars把字符串转成Stream，在使用collect转成字符串
    String s1 = "hello world Java8".chars()
            .collect(StringBuffer::new, StringBuffer::appendCodePoint, StringBuffer::append).toString();
}

　　在上面的例子中，先用chars 和 codePoints 方法转换为流，然后都是利用 collect 方法再转回字符串。

2.3 流的映射 map 与 flatMap

　　流的映射是什么意思呢，我们先将一个在 Java8 之前的例子，我们常常需要将一个集合的对象的某一个字段取出来，然后再存到另外一个集合中，这种场景我们在 Java8 之前我们会这样实现。

public void mapTest() {
    List<Person> list = new ArrayList<>();
    list.add(new Person("Java5"));
    list.add(new Person("Java6"));
    list.add(new Person("Java7"));

    List<String> strings = new ArrayList<>();
    for (Person p : list) {
        strings.add(p.getName());
    }
}

　　是不是这样很麻烦，这也就是以前大家一直所说的 Python 用一招，Java 需要用花招！

　　但是，Java8 却改变了这种现实，我们来看一看怎么使用 map 和 flatMap。

　　首先，我们先看一下这俩个方法的声明；

<R> Stream<R> map(Function<? super T,? extends R> mapper)

<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T,? extends Stream<? extends R>> mapper)

　　接下来，我们用这两个方法改写上面的方式，先看看 map 方法；

public void mapTest() {
    List<Person> list = new ArrayList<>();
    list.add(new Person("Java5"));
    list.add(new Person("Java6"));
    list.add(new Person("Java7"));

    List<String> strings = list.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
}

　　通过使用 map 方法，参数给定 Person::getName 映射出 name，然后再用 collect 收集到 List 中，就完成了上面的负责的操作，是不是很舒服。

　　但是，如果我们用 map 方法想要映射出集合属性，会遇到一个问题；

List<List<Friend>> collect = list.stream().map(Person::getFriends).collect(Collectors.toList());

　　我们发现，上面的返回值是 List<List<Friend>>，这种形式集合里面还包着集合，处理有点麻烦，但是，不是还有另外 flatMap 没有使用吗，这个方法正好能够解决这个问题

List<Friend> collect1 = list.stream().flatMap(friend -> friend.getFriends().stream()).collect(Collectors.toList());

　　发现，这个方法的返回值是 List<Friend>，正如我们看到的，flatMap 的方法能够“展平”包裹的流，这就是 map 和 flatMap 的区别。

　　mapping函数，也是映射字段。

public static void main(String[] args) {
    ArrayList<OrderInfo> orderArrayList = Lists.newArrayList();
    orderArrayList.add(new OrderInfo("order111", "AAAA"));
    orderArrayList.add(new OrderInfo("order111", "BBBB"));
    orderArrayList.add(new OrderInfo("order222", "cccc"));
    orderArrayList.add(new OrderInfo("order222", "DDDD"));

    Map<String, List<String>> collect = orderArrayList.stream().collect(Collectors.groupingBy(OrderInfo::getOrderNo,
                Collectors.mapping(OrderInfo::getGoodsName, Collectors.toList())));
    System.out.println(" ===" + JSONUtil.toJson(collect));
}

　　上面的例子中，OrderInfo对象有两个字段，orderNo，goodsName，要根据orderNo对结果进行分组，goodsName组装成List，最终结果返回格式是Map<String, List<String>>

2.4 流的连接

　　流的连接有两种方式，如果是两个流的连接，使用 Stream.concat 方法，如果是三个及三个以上的流的连接，就使用 Stream.flatMap 方法

public void testConcatStream() {
    //两个流的连接
    Stream<String> first = Stream.of("sihai", "sihai2", "sihai3");
    Stream<String> second = Stream.of("sihai4", "sihai5", "sihai6");
    Stream<String> third = Stream.of("siha7", "sihai8", "sihai9");
    Stream<String> concat = Stream.concat(first, second);
    //多个流的连接
    Stream<String> stringStream = Stream.of(first, second, third).flatMap(Function.identity());
}

3 流的规约操作

　　流的规约操作几种类型，这里都讲一下。

　　内置的规约操作

　　基本类型流都有内置的规约操作。包括average、count、max、min、sum、summaryStatistics，前面的几个方法相信不用说了，summaryStatistics 方法是前面的几个方法的结合，下面我们看看他们如何使用。

public void testReduce1() {
    String[] strings = {"hello", "sihai", "hello", "Java8"};
    long count = Arrays.stream(strings).map(String::length).count();
    System.out.println(count);
    System.out.println("##################");

    int sum = Arrays.stream(strings).mapToInt(String::length).sum();
    System.out.println(sum);
    System.out.println("##################");

    OptionalDouble average = Arrays.stream(strings).mapToInt(String::length).average();
    System.out.println(average);
    System.out.println("##################");

    OptionalInt max = Arrays.stream(strings).mapToInt(String::length).max();
    System.out.println(max);
    System.out.println("##################");

    OptionalInt min = Arrays.stream(strings).mapToInt(String::length).min();
    System.out.println(min);

    DoubleSummaryStatistics statistics = DoubleStream.generate(Math::random).limit(1000).summaryStatistics();
    System.out.println(statistics);
}

　　基本的规约操作

　　基本的规约操作是利用前面讲过的 reduce 方法实现的，IntStream 接口定义了三种 reduce 方法的重载形式，如下；

OptionalInt reduce(IntBinaryOperator op)

int reduce(int identity, IntBianryOperator op)

<U> U reduce(U identity, BiFunction<U,? super T,U> accumulator, BianryOperator<U> combiner)

　　上面的 identity 参数就是初始化值的意思，IntBianryOperator 类型的参数就是操作，例如 lambda 表达式；BianryOperator<U> combiner是一个组合器，在前面有讲过。

　　下面我们通过一个例子来讲解一下。

public void testReduce2() {
    int sum = IntStream.range(1, 20).reduce((x, y) -> x + y).orElse(0);
    System.out.println(sum);
    System.out.println("##################");

    int sum2 = IntStream.range(1, 20).reduce(0, (x, y) -> x + 2 * y);
    System.out.println(sum2);
    System.out.println("##################");

    int sum3 = IntStream.range(1, 20).reduce(0, Integer::sum);
    System.out.println(sum3);
}

　　例子中的第一个是1到20累加的操作，第二个以0为初始值，然后2倍累加，第三个是以0为初始值，累加。

　　

　　流的计数

　　流的数量统计有两种方法，分别是 Stream.count() 方法和 Collectors.counting() 方法。

public void testStatistics() {
    //统计数量
    String[] strings = {"hello", "sihai", "hello", "Java8"};
    long count = Arrays.stream(strings).count();
    System.out.println(count);
    System.out.println("##################");

    Long count2 = Arrays.stream(strings).collect(Collectors.counting());
    System.out.println(count2);
}

　　

　　流的查找

　　流的查找 Stream 接口提供了两个方法 findFirst 和 findAny。findFirst 方法返回流中的第一个元素的 Optional，而 findAny 方法返回流中的某个元素的 Optional。

　　我们来看一个例子。

String[] strings = {"hello", "sihai", "hello", "Java8"};
Optional<String> first = Arrays.stream(strings).findFirst();
System.out.println(first.get());
System.out.println("##################");

Optional<String> any = Arrays.stream(strings).findAny();
System.out.println(any.get());

　　流的匹配

　　流的匹配 Stream 接口提供了三个方法，分别是 anyMatch（任何一个元素匹配，返回 true）、allMatch（所有元素匹配，返回 true）、noneMatch（没有一个元素匹配，返回 true）。

boolean b = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 10).anyMatch(x -> x > 5);
System.out.println(b);
System.out.println("##################");

boolean b2 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 10).allMatch(x -> x > 5);
System.out.println(b2);
System.out.println("##################");

boolean b3 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 10).noneMatch(x -> x > 5);
System.out.println(b3);