Java基础(二十五)Stream流

Stream流

JDK 1.8引入的新特性。用于解决已有集合类库既有的一些弊端。依赖于Lambda 表达式

传统从集合中获取需要的元素

代码如下：

public class Demo01Stream {
    public static void main(String[] args) {
        // 构建一个集合
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("abc123");
        list.add("aaa22");
        list.add("bcd125");
        list.add("abcd120");
        list.add("bbb230");
        // 需要字符串中包含数字1的元素取出来
        List<String> list2 = new ArrayList<String>();// abc123 bcd125 abcd120
        for (String str: list) {
            if (str.contains("1")) {
                list2.add(str);
            }
        }
        // 需要集合当中字符串长度不能超过6个的元素取出来
        List<String> list3 = new ArrayList<String>();
        for (String str: list2) {
              if( str.length() <= 6) {
                  list3.add(str);
              }
        }
        // 遍历查看最终想要的元素集合
        for(String str: list3) {
            System.out.println(str);
        }
    }
}

经过观察需要对源集合中的元素进行不断的循环，而且每次循环都需要从头到尾进行遍历

如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：

1. 将集合A中根据条件一过滤拿到子集合B;

2. 再将子集合B根据条件二过滤筛选为子集合C。

Stream流的更优写法

借助于Stream流对象中的API方法：

public class TestStream {
     public static void main(String[] args) {
        // 构建一个集合  of("abc123","aaa22")
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("abc123");
        list.add("aaa22");
        list.add("bcd125");
        list.add("abcd120");
        list.add("bbb230");
         
       // 需要字符串中包含数字1的元素取出来
      Stream<String> stream = list.stream();// 源集合A
      // Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate) 返回由与此给定谓词匹配的此流的元素组成的流。 借助于它的方法 booolean test(T t)
     Stream<String> stream02 = stream.filter(str -> str.contains("1"));  //子集合B
      // 需要集合当中字符串长度不能超过6个的元素取出来
     Stream<String> stream03 = stream02.filter(str -> str.length() <= 6); // 子集合C
     // void forEach(Consumer<? super T> action)对此流的每个元素执行操作。
     // 借助于Consumer中的accept(T t)  打印输出
     stream03.forEach(str -> System.out.println(str));// 遍历子集合C 打印输出集合中的每个元素
     // 再次优化
     list.stream().filer(str -> str.contains("1")).filter(str -> str.length() <= 6).forEach(str -> System.out.println(str));     
     } 
}

流式思想概述

整体来看，流式思想类似于工厂中的“生产流水线”。

当需要对多个元素进行操作的时候，尤其是多步操作，考虑到性能以及便利性。首先需要考虑一个"模型"步骤方案。然后按照你设计的步骤方案去执行。

比如你多某中类型的商品进行操作，你需要进行过滤、映射、跳过，计数等操作，这也是我们对集合中的元素操作的步骤，这一套步骤我们称之为一种处理方案，而方案就是一种"函数模型"。

方案中的操作的每一个步骤，我们称之为一个"流",调用指定的api方法，从一个流中转换为另一个流。

都有对应的api方法，filter、map、skip、count都是对函数模型进行操作。

当我们使用一个流的时候，通常需要包含三个基本步骤：①获取一个数据源--->②数据转换---->③执行操作获取想要的结果。每次转换原有的Stream对象，返回一个新的Stream对象。这样我们就可以像链条一样进行操作。

Stream流和以往的Collection集合有所不同。Stream操作有两个基础的特征：

• 中间操作都会返回流对象本身，这样多个操作可以串联成一个管道，如同流式风格，对中间操作进行优化，比如可以进行延迟执行和短路。

• 内部迭代：以前咱们队集合遍历都是迭代器Iterator或者增强for循环，显式的在集合外部进行迭代。这叫做外部迭代。Stream流提供了内部迭代的方法，这个流可以直接调用遍历的方法。

 

Stream流 其实是一个集合元素的函数模型，他并不是集合，也不是数据结构。其本身并不存储任何元素(地址值)。

Stream流 是一个来自数据源的元素队列：

• 元素是特定类型的对象，形成一个队列。Java当中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。

• 数据源 流的来源。可以是集合，也可以是数组等容器。

获取流对象

java.util.stream.Stream<T> 是JDK 1.8引入的新特性，较为常用的接口(本身并不是函数式接口)

获取一个流对象，有以下常见的操作：

• 所有的Collection集合都可以通过stream()默认方法来获取。

• Stream接口里面含有一个静态方法of也可以获取对应的流对象。

 

根据Collection集合或者of方法获取流对象

只要是Collection集合的实现类或者子接口都可以调用stream默认方法获取流对象

代码如下：

public static void main(String[] args) {
        // 把集合转换为Stream流
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Stream<String> stream1 = list.stream();
        
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        Stream<Integer> stream2 = set.stream();
        
        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        // map中的key存储到一个set中
        Set<String> keySet = map.keySet();
        Stream<String> stream3 = keySet.stream();
        
        // 把map中的value值存储到一个Collection集合中
        Collection<String> values = map.values();
        Stream<String> stream4 = values.stream();
        
        // 把map中的key和value值一起存储到entry(键与值的映射)中
        Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
        Stream<Entry<String, String>> stream5 = entrySet.stream();
        
        // 把数组转换为Stream流
        Stream<Integer> stream6 = Stream.of(1,2,3,4,5,6);
        
        stream6.filter(num -> num > 3).filter(num -> num % 2 == 0).forEach(num ->System.out.println(num));
        
        // 可变参数是一个数组
        String[] arr = {"a","b","c","d"};
        Stream<String> stream7 = Stream.of(arr);
    }

Stream流中的常用方法

流模型中的操作很多，大致上可以把其中的api方法分成两部分：

• 延迟方法：返回值类型都是Stream接口自身，因此可以支持链式操作。

• 终结方法：返回值就不是Stream接口自身，因此不能再进行链式操作。比如：count方法和forEach方法

forEach方法

 void forEach(Consumer<T> consumer);// 借助于该函数式接口中的方法accept方法
// Consumer<T> 是一个消费型接口 用来消费一个指定泛型的数据。

代码如下：

 public class TestForEach {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 获取一个数据源
      Stream<String> stream =  Stream.of("abc","aaa","abd","bcd","ddd");
        // 2. 转换数据
        // 3. 执行操作获取想要的结果
        stream.forEach(str -> {
            if (str.contains("a")){
                System.out.println(str);
            }
        });
    } 
}
// 展示的结果
abc aaa abd

过滤：filter

可以通过filter方法将一个流转换成另外一个子集流。

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate) 返回由与此给定谓词匹配的此流的元素组成的流。 
//借助于Predicate函数式接口当中的抽象方法 test(T t) 对数据进行过滤

该方法接收一个函数式接口Predicate，可以使用Lambda表达式进行条件的筛选。

Predicate接口

java.util.stream.Predicate函数式接口。其中唯一的抽象方法

boolean test(T t),该方法会返回布尔类型值，代表指定的条件是否满足，如果条件满足返回true，那么Stream流的方法filter将集合或者数组其中的元素保留下来，如果条件不满足返回false，那么filter方法会舍弃该元素。

代码如下：

public static void main(String[] args) {
        // 1、 准备一个数据源
        // 获取该数据源
        String[] arr = {"小孙","小王","小赵","老王","涂少","老刘"};
        // 2. 数据转换
        // 使用Stream流中的方法filter，对姓涂的人过滤掉
        Stream<String> stream = Stream.of(arr);
        Stream<String> stream2 = stream.filter(name -> !name.contains("涂"));
        Stream<String> stream3 = stream2.filter(name -> name.startsWith("小"));
        stream3.forEach(name ->System.out.println(name));
        stream2.filter(name -> !name.contains("少")).forEach(name ->System.out.println(name));
         
        /* Stream流属于管道流，每次只能被消费一次
         * 第一个Stream流调用完毕后，数据就会被转换到下一个Stream上
         * 而这时第一个Stream流已经使用完毕，就会关闭了。
         * 所以第一个Stream就不能再调用方法了。
         * 如果你强制调用方法，程序就会抛出非法状态异常
         * java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
         * stream.filter(name -> !name.contains("涂"))
              .filter(name -> name.startsWith("小"))
              .forEach(name ->System.out.println(name));
        */
    }

映射：map

如果你需要将流中的数据映射到另外一个流中，可以使用map方法。

<R> Stream<R> map(Function<? super T,? extends R> mapper)返回由给定函数应用于此流的元素的结果组成的流。

该方法接收一个函数式接口Function作为方法参数，可以将当前流中的T数据转换成另外一种R类型的数据。

Function接口

java.util.stream.Function函数式接口。其中唯一的抽象方法：

// 可以将一种T类型的数据转换成R类型的数据，那么这种转换的动作，我们称之为"映射"。    
R  apply(T t)

代码如下：

public static void main(String[] args) {
        // 1. 准备一个数据源
        // 获取数据源
        // 把String字符串的整数-->int类型的整数
        Stream<String> stream = Stream.of("123","124","125","126","120");
        // 2. 数据转换 把字符串类型的数据转换成int类型的数据 由于Function是一个函数式接口，所以可以使用Lambda表达式
        // apply(T t) 
　　　　　//Stream<Integer> stream2 = stream.map(str -> Integer.valueOf(str));
        Stream<Integer> stream2 = stream.map((String str) -> {
            return Integer.valueOf(str);
        });
        // 遍历
        stream2.forEach(num -> System.out.println(num));
    }

统计个数：count

可以像Collection集合当中的size()一样，统计流中的元素个数，通过count方法来实现。

// 返回此流中的元素数。
long count();

该方法返回一个long类型的值代表流中的元素个数(区别于size()返回值int值)

代码如下：

public class Demo01Count {
    public static void main(String[] args) {
      Stream<Integer> stream =  Stream.of(1,2,3,4,5,6);
      // 统计个数
      long count =   stream.count();
      System.out.println(count);// 6  
    } 
}

取用流中前几个：limit

limit()方法可以对流中的数据进行限制--->截取操作，需要一个参数max，设定取用流中前max个数。

Stream<T> limit(long maxSize)  //返回由此流的元素组成的流，截短长度不能超过 maxSize 。  

参数是一个long类型的，截取的长度不能超过流中最大元素个数；否则不进行操作。

代码如下：

public class Demo02Limit {
    public static void main(String[] args){
        // 准备一个数据源
        // 获取数据源
       Stream<Integer> stream =  Stream.of(12,13,14,15,16,20,30);
       // 想要截取流中的前五个元素
       Stream<Integer> stream02  = stream.limit(5);
       // 查看流中的元素个数
        System.out.println(stream02.count());// 5
    }   
}

跳过前几个：skip

如果你希望跳过前几个元素，取用后几个元素，可以使用skip方法来实现。

Stream<T> skip(long n) // 在丢弃流的第一个 n元素后，返回由该流的 n元素组成的流。

如果流中的当前个数小于n，你将会得到一个长度为0的空流；反之流中的个数大于n，则会跳过前n个元素。

代码如下：

public static void main(String[] args) {
        // 1.
        String[] source = {"123","124","125","126","abc","abd","abe"};
        Stream<String> stream = Stream.of(source);
        // 2. 跳过前3个元素
        Stream<String> stream2 = stream.skip(source.length+1);// 空流
        // 3. 
        //stream2.forEach(str -> System.out.println(str));// abc abd abe
        long count = stream2.count();
        System.out.println(count);// 0
    }

组合：concat

如果有两个流，希望合并成一个流，那么可以使用concat静态方法

// 创建一个懒惰连接的流，其元素是第一个流的所有元素，后跟第二个流的所有元素。 
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b) 

代码如下：

public class Demo04Concat {
    public static void main(String[] args){
        // 准备二个数据源
        // 获取两次数据源
       Stream<Integer> stream   =   Stream.of(12,13,14,15,16,20,30);
       Stream<Integer> stream02 =   Stream.of(1,2,3,4,5,6,7);
       // 把两个流合并成一个流
       Stream<Integer> stream03 =   Stream.concat(stream,stream02); 
       stream03.forEach(num -> System.out.print(num + " "));
       //展示结果： 12,13,14,15,16,20,30,1,2,3,4,5,6,7  
    }   
}