Stream API

Stream API的说明

• 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、过滤和映射数据库等操作。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。

为什么要使用Stream API

• 实际开发中，项目中多数数据源都来自于MySQL、Oracle等。但现在数据源可以更多了，有MongDB、Redis等，而这些NoSQL的数据就需要Java层面去处理。
• Stram 和 Conllection 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。

什么是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：

  1、Stream 自己不会存储元素。

  2、Stream 不会改变源对象。相反，它会返回一个特有结果的新Stream。

  3、Stream 操作时延迟执行的。这意味着它们会等到需要结果的时候才执行。

Stream 的操作三个步骤

• 1、创建 Stream

  一个数据源（如：集合、数组），获得一个流

• 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

  一旦执行终止操作，就执行中间操作，并产生结果。之后，不会再被使用

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正文开始

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Stream 实例化

创建Stream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办法：

default Stream<E> stream()    // 返回一个顺序流
default Stream<E> paralleStream()   // 返回一个并行流

// 通过集合获取一个流
public static void main(String[] args) {
        List<Employee> list = EmployeeData.getEmployee();
        // 1、返回一个顺序流
        Stream<Employee> stream = list.stream();
        // 2、返回一个并行流
        Stream<Employee> parallelStream = list.parallelStream();
}

创建Stream方式二：通过数组

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

static <T> Stream<T> stream(T[] array)   // 返回一个流

重载形式，能够处理对应基本类型的数组。

public static IntStream(int[] array)
public static LongStream(long[] array)
public static DoubleStream(double[] array)

 // 通过数组返回一个流
public static void main(String[] args) {
        int[] intArray = {1,2,3,4,5};
    	// 通过Arrays 的静态方法 stream()可以获取数组流
        IntStream intStream = Arrays.stream(intArray);
}

创建Stream方式三：通过Stream的 of()

可以调用Stream类静态方法 of()，通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

public static <T> Stream<T> of(T...values)    // 返回一个流

 // 通过调用Stream类静态方法 of()返回一个流
public static void main(String[] args) {
      // 通过Stream类静态方法 of()，通过显示值创建一个流.
      Stream<Integer> stream1 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);
}

创建Stream方式四：创建无限流

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate()，创建无线流。

• 迭代

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

• 生成

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

  public static void main(String[] args) {
        // 迭代
          // public static <T> Stream<T> iterate(final T seed,final UnaryOperator<T> f)
          // 遍历前10个偶数
          // 如果不加 forEach(System.out::println) 作为终止操作，流不会执行。
          // 如果不加 limit(10) 作为中间操作，流会一直遍历下去。
          Stream.iterate(0, t -> t+2).limit(10).forEach(System.out::println);
  
  
          // 生成
          // public static <T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
          // 生成10个随机数
          // 如果不加 forEach(System.out::println) 作为终止操作，流不会执行。
          // 如果不加 limit(10) 作为中间操作，流会一直生成随机数。
          Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
  } 
  

Stream 的中间操作

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

方法	描述
filter(Predicate p)	接受Lambda，从流中排除某些元素
distinct()	筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
limit(long maxSize)	截断流，使其元素不超过给定数量
skip(long n)	跳过元素，返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个，则返回一个空流。与limit(n)互补

public class StreamApiTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Employee> list = EmployeeData.getEmployee();

        Stream<Employee> stream = list.stream();

        // filter()  过滤
        // 查询 id 大于003的员工
        stream.filter(employee -> employee.getId()>003).forEach(System.out::println);

        System.out.println();

        // limit(long maxSize)  截断
        // 查询前3名员工
        list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);

        // skip()  跳过
        // 跳过前3个
        list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);

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

        // distinct()  去重
        // 去除重复数据
        list.add(new Employee(007, "为止",43,"男"));
        list.add(new Employee(007, "为止",43,"男"));
        list.add(new Employee(007, "为止",43,"男"));
        list.add(new Employee(007, "为止",43,"男"));
        list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
    }
}

2、映射

方法	描述
map(Function f )	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射为一个新的元素。
map ToDouble(ToDoubleFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的DoubleStream。
map ToInt(ToIntFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的IntStream。
map ToLong(ToLongFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，产生一个新的LongStream。
flatMap(Function f)	接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流。

 public static void main(String[] args) {
        // map(Function f ) 接收一个函数作为参数，将元素转为其它形式或提取信息，并返回。
        List<String> list = Arrays.asList("aa", "bb", "cc", "dd", "ee");
        list.stream().map(str -> str.toUpperCase(Locale.ROOT)).forEach(System.out::println);
    }

3、排序

方法	描述
sorted()	产生一个新的流，其中按自然顺序排序
sorted(Comparator com)	产生一个新的流，其中按比较器顺序排序

public class Sored {
    public static void main(String[] args) {
        // 排序
        // sorted()-----> 自然顺序排序
        Arrays.asList(20, 15, 19, 35, - 8).stream().sorted().forEach(integer -> System.out.println(integer));

        // sorted(Comparator com)-----> 按比较器顺序排序
        // 要么Employee类实现Comparator接口，定义排序规则。
        // 要么像下面这样传入一个比较器并定义排序规则
        List<Employee> list = EmployeeData.getEmployee();
        list.stream().sorted((e1,e2) -> Integer.compare(e1.getAge(), e2.getAge())).forEach(System.out::println);
    }
}

Stream的终止操作

• 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

方法	描述
allMatch(Predicate p)	检查是否匹配所有元素
anyMatch(Predicate p)	检查是否至少匹配一个元素
noneMacth(Predicate p)	检查是否没有匹配所有元素
findFist()	返回第一个元素
findAny()	返回当前流中的任意元素
count()	返回流中元素总数
max(Comparator c)	返回流中最大值
min(Comparator c)	返回流中最小值
forEach(Consumer c)	内部迭代（使用Collection接口需要用户去做迭代，称为外部迭代。相反，Stream API 使用内部迭代----它帮你把迭代做了）

2、规约

方法	描述
reduce(T iden,BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回T
reduce(BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回Optional

备注：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。

public class Reduce {
    public static void main(String[] args) {
        // 规约
        // 1、reduce(T iden,BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回T
        // 练习：计算1-10的累加结果
        List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
        //System.out.println(list.stream().reduce(0, (e1, e2) -> e1 + e2));
        System.out.println(list.stream().reduce(0, Integer::sum));

        // 2、reduce(BinaryOperator b) 可以将流中元素反复结合起来，得到一个值
        // 练习：计算所有员工加起来的年龄
        List<Employee> employee = EmployeeData.getEmployee();
        Stream<Integer> ageStream = employee.stream().map(Employee::getAge);
        System.out.println(ageStream.reduce(Integer::sum));

    }
}

3、收集

方法	描述
collect(Collector c)	将流转换为其它形式。接收一个Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法

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，Collector 实现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：