• Java Stream


    一、Stream流介绍

    1.1 集合处理数据的弊端

    当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,除了必需的添加、删除、获取外,最典型的就是集合遍历。我们来体验 集合操作数据的弊端,需求如下:

    一个ArrayList集合中存储有以下数据:

    张无忌,周芷若,赵敏,张强,张三丰

    需求:

    1.拿到所有姓张的

    2.拿到名字长度为3个字的

    3.打印这些数据

    代码如下:

    public static void main(String[] args) {
       // 一个ArrayList集合中存储有以下数据:张无忌,周芷若,赵敏,张强,张三丰
       // 需求:1.拿到所有姓张的 2.拿到名字长度为3个字的 3.打印这些数据
       ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
       Collections.addAll(list, "张无忌", "周芷若", "赵敏", "张强", "张三丰");
       // 1.拿到所有姓张的
       ArrayList<String> zhangList = new ArrayList<>(); // {"张无忌", "张强", "张三丰"}
       for (String name : list) {
        if (name.startsWith("张")) {
          zhangList.add(name);
        }
      }
       // 2.拿到名字长度为3个字的
       ArrayList<String> threeList = new ArrayList<>(); // {"张无忌", "张三丰"}
       for (String name : zhangList) {
         if (name.length() == 3) {
          threeList.add(name);
        }
       }
       // 3.打印这些数据
       for (String name : threeList) {
         System.out.println(name);
       }
    }
    

    循环遍历的弊端

    这段代码中含有三个循环,每一个作用不同:

    1. 首先筛选所有姓张的人;
    2. 然后筛选名字有三个字的人;
    3. 最后进行对结果进行打印输出。

    每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么?不是。循环是做事情的方式,而不是目的。每个需求都要循环一次,还要搞一个新集合来装数据,如果希望再次遍历,只能再使 用另一个循环从头开始。

    那Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢?

    Stream的更优写法

    下面来看一下借助Java 8的Stream API,修改后的代码:

    public class Demo03StreamFilter {
    public static void main(String[] args) {
       List<String> list = new ArrayList<>();
           list.add("张无忌");
           list.add("周芷若");
           list.add("赵敏");
           list.add("张强");
           list.add("张三丰");
           list.stream()
               .filter(s -> s.startsWith("张"))
               .filter(s -> s.length() == 3)
               .forEach(System.out::println);
       }
    }
    

    直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义:获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。我们真 正要做的事情内容被更好地体现在代码中。

    1.2 Stream流式思想概述

    注意:Stream和IO流(InputStream/OutputStream)没有任何关系,请暂时忘记对传统IO流的固有印象!

    Stream流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”,Stream流不是一种数据结构,不保存数据,而是对数据进行加工 处理。Stream可以看作是流水线上的一个工序。在流水线上,通过多个工序让一个原材料加工成一个商品。

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    Stream API能让我们快速完成许多复杂的操作,如筛选、切片、映射、查找、去除重复,统计,匹配和归约。

    1.3 小结

    首先我们了解了集合操作数据的弊端,每次都需要循环遍历,还要创建新集合,很麻烦

    Stream是流式思想,相当于工厂的流水线,对集合中的数据进行加工处理

    二、获取Stream流的两种方式

    获取一个流非常简单,有以下几种常用的方式:

    • 所有的 Collection 集合都可以通过 stream 默认方法获取流;
    • Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流。

    2.1 根据Collection获取流

    首先, java.util.Collection 接口中加入了default方法 stream 用来获取流,所以其所有实现类均可获取流。

    public interface Collection {
        default Stream<E> stream()
    }
    
    import java.util.*;
    import java.util.stream.Stream;
    public class Demo04GetStream {
    public static void main(String[] args) {
       // 集合获取流
       // Collection接口中的方法: default Stream<E> stream() 获取流
       List<String> list = new ArrayList<>();
       // ...
       Stream<String> stream1 = list.stream();
       Set<String> set = new HashSet<>();
       // ...
       Stream<String> stream2 = set.stream();
       Vector<String> vector = new Vector<>();
       // ...
       Stream<String> stream3 = vector.stream();
      }
    }
    

    java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口,所以获取对应的流需要分key、value或entry等情况:

    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    import java.util.stream.Stream;
    public class Demo05GetStream {
    public static void main(String[] args) {
       // Map获取流
       Map<String, String> map = new HashMap<>();
       // ...
       Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
       Stream<String> valueStream = map.values().stream();
       Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
      }
    }
    

    2.2 Stream中的静态方法of获取流

    由于数组对象不可能添加默认方法,所以 Stream 接口中提供了静态方法 of ,使用很简单:

    import java.util.stream.Stream;
    public class Demo06GetStream {
    public static void main(String[] args) {
    
       // Stream中的静态方法: static Stream of(T... values)
       Stream<String> stream6 = Stream.of("aa", "bb", "cc");
    
       String[] arr = {"aa", "bb", "cc"};
       Stream<String> stream7 = Stream.of(arr);
       Integer[] arr2 = {11, 22, 33};
    
       Stream<Integer> stream8 = Stream.of(arr2);
    
       // 注意:基本数据类型的数组不行
       int[] arr3 = {11, 22, 33};
       Stream<int[]> stream9 = Stream.of(arr3);
      }
    }
    

    备注: of 方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。

    三、Stream常用方法和注意事项

    3.1 Stream常用方法

    Stream流模型的操作很丰富,这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种:

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    • 终结方法:返回值类型不再是Stream 类型的方法,不再支持链式调用。本小节中,终结方法包括count 和forEach 方法。
    • 非终结方法:返回值类型仍然是Stream 类型的方法,支持链式调用。(除了终结方法外,其余方法均为非终结方法。)
    • 对比Spark的两种算子

    备注:本小节之外的更多方法,请自行参考API文档。

    3.2 Stream注意事项(重要)

    1. Stream只能操作一次
    2. Stream方法返回的是新的流
    3. Stream不调用终结方法,中间的操作不会执行

    3.3 forEach方法

    forEach 用来遍历流中的数据

    void forEach(Consumer<? super T> action);
    

    该方法接收一个 Consumer 接口函数,会将每一个流元素交给该函数进行处理。例如:

    @Test
    public void testForEach() {
    
       List<String> one = new ArrayList<>();
       Collections.addAll(one, "迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子");
    
       /*one.stream().forEach((String s) -> {
       System.out.println(s);
       });*/
    
       // 简写
       // one.stream().forEach(s -> System.out.println(s));
       one.stream().forEach(System.out::println);
    }
    

    3.4 count方法

    Stream流提供 count 方法来统计其中的元素个数 :

    long count();
    

    该方法返回一个long值代表元素个数。基本使用:

    @Test
    public void testCount() {
       List<String> one = new ArrayList<>();
       Collections.addAll(one, "迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子");
       System.out.println(one.stream().count());
    }
    

    3.5 filter方法

    image-20220402150114668

    filter用于过滤数据,返回符合过滤条件的数据

    可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。方法声明:

    Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
    

    该接口接收一个 Predicate 函数式接口参数(可以是一个Lambda或方法引用)作为筛选条件。

    Stream流中的 filter 方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testFilter() {
    
       List<String> one = new ArrayList<>();
       Collections.addAll(one, "迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子");
    
       one.stream()
          .filter(s -> s.length() == 2)
          .forEach(System.out::println);
    }
    

    在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件:姓名长度为2个字。

    3.6 limit方法

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    limit 方法可以对流进行截取,只取用前n个。方法签名:

    Stream<T> limit(long maxSize);
    

    参数是一个long型,如果集合当前长度大于参数则进行截取。否则不进行操作。基本使用:

    @Test
    public void testLimit() {
    List<String> one = new ArrayList<>();
       Collections.addAll(one, "迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子");
       one.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
    }
    

    3.7 skip方法

    image-20220402150057942

    如果希望跳过前几个元素,可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流:

    Stream<T> skip(long n);
    

    如果流的当前长度大于n,则跳过前n个;否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用:

    @Test
    public void testSkip() {
       List<String> one = new ArrayList<>();
       Collections.addAll(one, "迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子");
       one.stream().skip(2).forEach(System.out::println);
    }
    

    3.8 map方法

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    如果需要将流中的元素映射到另一个流中,可以使用 map 方法。方法签名:

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

    该接口需要一个 Function 函数式接口参数,可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

    Stream流中的 map 方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testMap() {
       Stream<String> original = Stream.of("11", "22", "33");
       original.map(Integer::parseInt).forEach(System.out::println);
    }
    

    这段代码中, map 方法的参数通过方法引用,将字符串类型转换成为了int类型(并自动装箱为 Integer 类对象)。

    3.9 sorted方法

    如果需要将数据排序,可以使用 sorted 方法。方法签名:

    Stream<T> sorted();
    Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator);
    

    基本使用

    Stream流中的 sorted 方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testSorted() {
    // sorted(): 根据元素的自然顺序排序
    // sorted(Comparator<? super T> comparator): 根据比较器指定的规则排序
       Stream.of(33, 22, 11, 55)
                               .sorted()
                               .sorted((o1, o2) -> o2 - o1)
                               .forEach(System.out::println);
    }
    

    这段代码中, sorted 方法根据元素的自然顺序排序,也可以指定比较器排序。

    3.10 distinct方法

    image-20220402150036113

    如果需要去除重复数据,可以使用 distinct 方法。方法签名:

    Stream<T> distinct();
    

    基本使用

    Stream流中的 distinct 方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testDistinct() {
       Stream.of(22, 33, 22, 11, 33)
           .distinct()
           .forEach(System.out::println);
    }
    

    如果是自定义类型如何是否也能去除重复的数据呢?

    @Test
    public void testDistinct2() {
    Stream.of(
       new Person("刘德华", 58),
       new Person("张学友", 56),
       new Person("张学友", 56),
       new Person("黎明", 52))
       .distinct()
       .forEach(System.out::println);
    }
    
    public class Person {
       private String name;
       private int age;
       // 省略其他
    }
    

    自定义类型是根据对象的hashCode和equals来去除重复元素的。

    3.11match方法

    如果需要判断数据是否匹配指定的条件,可以使用 Match 相关方法。方法签名:

    boolean allMatch(Predicate<? super T> predicate);
    boolean anyMatch(Predicate<? super T> predicate);
    boolean noneMatch(Predicate<? super T> predicate)
    

    基本使用

    Stream流中的 Match 相关方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testMatch() {
    boolean b = Stream.of(5, 3, 6, 1)
           // .allMatch(e -> e > 0); // allMatch: 元素是否全部满足条件
           // .anyMatch(e -> e > 5); // anyMatch: 元素是否任意有一个满足条件
           .noneMatch(e -> e < 0); // noneMatch: 元素是否全部不满足条件
           System.out.println("b = " + b);
    }
    

    3.12 find方法

    image-20220402150022523

    如果需要找到某些数据,可以使用 find 相关方法。方法签名:

    Optional<T> findFirst();
    Optional<T> findAny();
    

    基本使用

    Stream流中的 find 相关方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testFind() {
           Optional<Integer> first = Stream.of(5, 3, 6, 1).findFirst();
           System.out.println("first = " + first.get());
           
           Optional<Integer> any = Stream.of(5, 3, 6, 1).findAny();
           System.out.println("any = " + any.get());
    }
    

    3.13 max和min方法

    image-20220402150014938

    如果需要获取最大和最小值,可以使用 max 和 min 方法。方法签名:

    Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator);
    Optional<T> min(Comparator<? super T> comparator);
    

    基本使用

    Stream流中的 max 和 min 相关方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testMax_Min() {
       Optional<Integer> max = Stream.of(5, 3, 6, 1).max((o1, o2) -> o1 - o2);
       System.out.println("first = " + max.get());
    
       Optional<Integer> min = Stream.of(5, 3, 6, 1).min((o1, o2) -> o1 - o2);
       System.out.println("any = " + min.get());
    }
    

    3.14 reduce方法

    image-20220402150004800

    如果需要将所有数据归纳得到一个数据,可以使用 reduce 方法。方法签名:

    T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);
    

    基本使用

    Stream流中的 reduce 相关方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void testReduce() {
       int reduce = Stream.of(4, 5, 3, 9)
                   .reduce(0, (a, b) -> {
                           System.out.println("a = " + a + ", b = " + b);return a + b;
                   });
       // reduce:
       // 第一次将默认做赋值给x, 取出第一个元素赋值给y,进行操作
       // 第二次,将第一次的结果赋值给x, 取出二个元素赋值给y,进行操作
       // 第三次,将第二次的结果赋值给x, 取出三个元素赋值给y,进行操作
       // 第四次,将第三次的结果赋值给x, 取出四个元素赋值给y,进行操作
       System.out.println("reduce = " + reduce);
       // 化简
       int reduce2 = Stream.of(4, 5, 3, 9)
                           .reduce(0, (x, y) -> {return Integer.sum(x, y);});
       // 进一步化简
        int reduce3 = Stream.of(4, 5, 3, 9).reduce(0, Integer::sum);
        
       int max = Stream.of(4, 5, 3, 9)
                       .reduce(0, (x, y) -> {
                       return x > y ? x : y;
                      });
       System.out.println("max = " + max);
    
    }
    

    x = 0, y = 4
    x = 4, y = 5
    x = 9, y = 3
    x = 12, y = 9
    reduce = 21
    max = 9

    image-20220402150212388

    3.15 map和reduce组合使用

    @Test
    public void testMapReduce() {
           // 求出所有年龄的总和
       int totalAge = Stream.of(
           new Person("刘德华", 58),
           new Person("张学友", 56),
           new Person("郭富城", 54),
           new Person("黎明", 52))
           .map((p) -> p.getAge())
           .reduce(0, (x, y) -> x + y);
       System.out.println("totalAge = " + totalAge);
    
       // 找出最大年龄
       int maxAge = Stream.of(
           new Person("刘德华", 58),
           new Person("张学友", 56),
           new Person("郭富城", 54),
        new Person("黎明", 52))
           .map((p) -> p.getAge())
           .reduce(0, (x, y) -> x > y ? x : y);
       System.out.println("maxAge = " + maxAge);
    
       // 统计 数字2 出现的次数
       int count = Stream.of(1, 2, 2, 1, 3, 2)
       .map(i -> {
           if (i == 2) {
             return 1;
           } else {
             return 0;
            }
           })
           .reduce(0, Integer::sum);
       System.out.println("count = " + count);
    } 
    

    3.16 mapToIn

    image-20220402151304118

    如果需要将Stream中的Integer类型数据转成int类型,可以使用 mapToInt 方法。方法签名:

    IntStream mapToInt(ToIntFunction<? super T> mapper);

    Stream流中的 mapToInt 相关方法基本使用的代码如:

    @Test
    public void test1() {
       // Integer占用的内存比int多,在Stream流操作中会自动装箱和拆箱
       Stream<Integer> stream = Arrays.stream(new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5});
       // 把大于3的和打印出来
       // Integer result = stream
       // .filter(i -> i.intValue() > 3)
    
       // .reduce(0, Integer::sum);
       // System.out.println(result);
       // 先将流中的Integer数据转成int,后续都是操作int类型
       IntStream intStream = stream.mapToInt(Integer::intValue);
       int reduce = intStream
               .filter(i -> i > 3)
               .reduce(0, Integer::sum);
           System.out.println(reduce);
    
       // 将IntStream转化为Stream<Integer>
       IntStream intStream1 = IntStream.rangeClosed(1, 10);
       Stream<Integer> boxed = intStream1.boxed();
       boxed.forEach(s -> System.out.println(s.getClass() + ", " + s));
    }
    

    3.17 concat方法

    如果有两个流,希望合并成为一个流,那么可以使用 Stream 接口的静态方法 concat :

    static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
    

    备注:这是一个静态方法,与 java.lang.String 当中的 concat 方法是不同的。

    该方法的基本使用代码如:

    @Test
    public void testContact() {
       Stream<String> streamA = Stream.of("张三");
       Stream<String> streamB = Stream.of("李四");
       Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
       result.forEach(System.out::println);
    }
    

    3.18 Stream综合案例

    现在有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名,要求使用传统的for循环(或增强for循环)依次进行以下 若干操作步骤:

    1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
    2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
    3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
    4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
    5. 将两个队伍合并为一个队伍;
    6. 根据姓名创建 Person 对象;
    7. 打印整个队伍的Person对象信息。

    两个队伍(集合)的代码如下:

    public class DemoArrayListNames {
    public static void main(String[] args) {
           List<String> one = List.of("迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子", "洪七公");
           List<String> two = List.of("古力娜扎", "张无忌", "张三丰", "赵丽颖", "张二狗", "张天爱","张三");
           // ....
           }
    }
    

    而 Person 类的代码为:

    public class Person {
       private String name;
       public Person() {}
        public Person(String name) {
        this.name = name;
       }
       @Override
       public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "'}";
       }
       public String getName() {
        return name;
       }
       public void setName(String name) {
        this.name = name;
       }
    }
    

    传统方式

    使用for循环 , 示例代码:

    public class DemoArrayListNames {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> one = List.of("迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子", "洪七公");
            List<String> two = List.of("古力娜扎", "张无忌", "张三丰", "赵丽颖", "张二狗", "张天爱", "张三");
    
            // 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
            List<String> oneA = new ArrayList<>();
    
            for (String name : one) {
                if (name.length() == 3) {
                    oneA.add(name);
                }
            }
    
            // 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
            List<String> oneB = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < 3; i++) {
                oneB.add(oneA.get(i));
            }
    
            // 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
            List<String> twoA = new ArrayList<>();
            for (String name : two) {
                if (name.startsWith("张")) {
                    twoA.add(name);
                }
            }
    
            // 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
            List<String> twoB = new ArrayList<>();
            for (int i = 2; i < twoA.size(); i++) {
                twoB.add(twoA.get(i));
            }
    
            // 将两个队伍合并为一个队伍;
            List<String> totalNames = new ArrayList<>();
            totalNames.addAll(oneB);
            totalNames.addAll(twoB);
    
            // 根据姓名创建Person对象;
            List<Person> totalPersonList = new ArrayList<>();
            for (String name : totalNames) {
                totalPersonList.add(new Person(name));
            }
            // 打印整个队伍的Person对象信息。
            for (Person person : totalPersonList) {
                System.out.println(person);
            }
    
        }
    }
    

    运行结果为:

    Person{name='宋远桥'}
    Person{name='苏星河'}
    Person{name='洪七公'}
    Person{name='张二狗'}
    Person{name='张天爱'}
    Person{name='张三'}

    Stream方式

    等效的Stream流式处理代码为:

    public class DemoStreamNames {
        public static void main(String[] args) {
            List<String> one = List.of("迪丽热巴", "宋远桥", "苏星河", "老子", "庄子", "孙子", "洪七公");
            List<String> two = List.of("古力娜扎", "张无忌", "张三丰", "赵丽颖", "张二狗", "张天爱", "张三");
    
            // 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
            // 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
            Stream<String> streamOne = one.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3);
    
            // 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
            // 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
            Stream<String> streamTwo = two.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).skip(2);
    
            // 将两个队伍合并为一个队伍;
            // 根据姓名创建Person对象;
            // 打印整个队伍的Person对象信息。
            Stream.concat(streamOne, streamTwo).map(Person::new).forEach(System.out::println);
    
        }
    
    }
    

    运行效果完全一样:

    Person{name='宋远桥'}
    Person{name='苏星河'}
    Person{name='洪七公'}
    Person{name='张二狗'}
    Person{name='张天爱'}
    Person{name='张三'}

    四、收集Stream流中的结果

    对流操作完成之后,如果需要将流的结果保存到数组或集合中,可以收集流中的数据

    4.1 Stream流中的结果到集合中

    Stream流提供 collect 方法,其参数需要一个 java.util.stream.Collector 接口对象来指定收集到哪 种集合中。java.util.stream.Collectors 类提供一些方法,可以作为 Collector`接口的实例:

    public static Collector> toList() :转换为 List 集合。

    public static Collector> toSet() :转换为 Set 集合。

    下面是这两个方法的基本使用代码:

    // 将流中数据收集到集合中
    
    @Test
    public void testStreamToCollection() {
    Stream<String> stream = Stream.of("aa", "bb", "cc");
       // List<String> list = stream.collect(Collectors.toList());
       // Set<String> set = stream.collect(Collectors.toSet());
       ArrayList<String> arrayList = stream.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
       HashSet<String> hashSet = stream.collect(Collectors.toCollection(HashSet::new));
    }
    

    4.2 Stream流中的结果到数组中

    Stream提供 toArray 方法来将结果放到一个数组中,返回值类型是Object[]的:

    Object[] toArray();
    

    其使用场景如:

    @Test
    public void testStreamToArray() {
       Stream<String> stream = Stream.of("aa", "bb", "cc");
       // Object[] objects = stream.toArray();
       // for (Object obj : objects) {
       // System.out.println();
       // }
    
       String[] strings = stream.toArray(String[]::new);
       for (String str : strings) {
         System.out.println(str);
       }
    }
    

    4.3 对流中数据进行聚合计算

    当我们使用Stream流处理数据后,可以像数据库的聚合函数一样对某个字段进行操作。比如获取最大值,获取最小 值,求总和,平均值,统计数量。

    @Test
    public void testStreamToOther() {
       Stream<Student> studentStream = Stream.of(
                       new Student("赵丽颖", 58, 95),
                       new Student("杨颖", 56, 88),
                       new Student("迪丽热巴", 56, 99),
                       new Student("柳岩", 52, 77));
       // 获取最大值
        Optional<Student> collect = studentStream.collect(Collectors.maxBy((o1, o2) ->
        o1.getSocre() - o2.getSocre()));
    
       // 获取最小值
        Optional<Student> collect = studentStream.collect(Collectors.minBy((o1, o2) ->
        o1.getSocre() - o2.getSocre()));
       // System.out.println(collect.get());
    
       // 求总和
        int sumAge = studentStream.collect(Collectors.summingInt(s -> s.getAge()));
        System.out.println("sumAge = " + sumAge);
    
       //平均值
        double avgScore = studentStream.collect(Collectors.averagingInt(s -> s.getSocre()));
        System.out.println("avgScore = " + avgScore);
    
       // 统计数量
        Long count = studentStream.collect(Collectors.counting());
        System.out.println("count = " + count);
    }
    

    4.4 对流中数据进行分组

    当我们使用Stream流处理数据后,可以根据某个属性将数据分组:

    // 分组
    @Test
    public void testGroup() {
       Stream<Student> studentStream = Stream.of(
           new Student("赵丽颖", 52, 95),
           new Student("杨颖", 56, 88),
           new Student("迪丽热巴", 56, 55),
           new Student("柳岩", 52, 33));
       // Map<Integer, List<Student>> map = studentStream.collect(Collectors.groupingBy(Student::getAge));
    
       // 将分数大于60的分为一组,小于60分成另一组
       Map<String, List<Student>> map = studentStream.collect(Collectors.groupingBy((s) ->{
               if (s.getSocre() > 60) {
                 return "及格";
                }else {
                 return "不及格";
                }
               }));
       map.forEach((k, v) -> {
             System.out.println(k + "::" + v);
          });
    }
    

    效果:

    不及格::[Student{name='迪丽热巴', age=56, socre=55}, Student{name='柳岩', age=52, socre=33}]
    及格::[Student{name='赵丽颖', age=52, socre=95}, Student{name='杨颖', age=56, socre=88}]
    

    4.5 对流中数据进行多级分组

    还可以对数据进行多级分组:

    // 多级分组
    @Test
    public void testCustomGroup() {
       Stream<Student> studentStream = Stream.of(
           new Student("赵丽颖", 52, 95),
           new Student("杨颖", 56, 88),
           new Student("迪丽热巴", 56, 99),
           new Student("柳岩", 52, 77));
       Map<Integer, Map<String, List<Student>>> map =
       studentStream.collect(Collectors.groupingBy(s -> s.getAge(), Collectors.groupingBy(s -> {
               if (s.getSocre() >= 90) {
                return "优秀";
                } else if (s.getSocre() >= 80 && s.getSocre() < 90) {
                return "良好";
                } else if (s.getSocre() >= 80 && s.getSocre() < 80) {
                return "及格";
                } else {
                return "不及格";
                }
               })));
    
       map.forEach((k, v) -> {
         System.out.println(k + " == " + v);
       });
    }
    

    效果:

    52 == {不及格=[Student{name='柳岩', age=52, socre=77}], 优秀=[Student{name='赵丽颖', age=52,
    socre=95}]}
    56 == {优秀=[Student{name='迪丽热巴', age=56, socre=99}], 良好=[Student{name='杨颖', age=56,
    socre=88}]}
    

    4.6 对流中数据进行分区

    image-20220402154356376

    Collectors.partitioningBy 会根据值是否为true,把集合分割为两个列表,一个true列表,一个false列表。

    // 分区
    @Test
    public void testPartition() {
       Stream<Student> studentStream = Stream.of(
           new Student("赵丽颖", 52, 95),
           new Student("杨颖", 56, 88),
           new Student("迪丽热巴", 56, 99),
           new Student("柳岩", 52, 77));
       // partitioningBy会根据值是否为true,把集合分割为两个列表,一个true列表,一个false列表。
       Map<Boolean, List<Student>> map = studentStream.collect(Collectors.partitioningBy(s ->s.getSocre() > 90));
    
       map.forEach((k, v) -> {
         System.out.println(k + " == " + v);
       });
    }
    

    效果:

    false == [Student{name='杨颖', age=56, socre=88}, Student{name='柳岩', age=52, socre=77}]
    true == [Student{name='赵丽颖', age=52, socre=95}, Student{name='迪丽热巴', age=56, socre=99}]
    

    4.7 对流中数据进行拼接

    // 拼接
    @Test
    public void testJoining() {
    Stream<Student> studentStream = Stream.of(
       new Student("赵丽颖", 52, 95),
       new Student("杨颖", 56, 88),
       new Student("迪丽热巴", 56, 99),
       new Student("柳岩", 52, 77));
       String collect = studentStream
               .map(Student::getName)
               .collect(Collectors.joining(">_<", "^_^", "^v^"));
       System.out.println(collect);
    }
    

    效果:

    ^_^赵丽颖>_<杨颖>_<迪丽热巴>_<柳岩^v^
    

    五、并行的Stream流

    5.1 串行的Stream流

    目前我们使用的Stream流是串行的,就是在一个线程上执行。

    @Test
    public void test0Serial() {
       long count = Stream.of(4, 5, 3, 9, 1, 2, 6)
               .filter(s -> {
                    System.out.println(Thread.currentThread() + ", s = " + s);
                   return true;
               })
               .count();
    
       System.out.println("count = " + count);
    }
    

    效果:

    Thread[main,5,main], s = 4
    Thread[main,5,main], s = 5
    Thread[main,5,main], s = 3
    Thread[main,5,main], s = 9
    Thread[main,5,main], s = 1
    Thread[main,5,main], s = 2
    Thread[main,5,main], s = 6
    

    5.2 并行的Stream流

    parallelStream其实就是一个并行执行的流。它通过默认的ForkJoinPool,可能提高多线程任务的速度。

    获取并行Stream流的两种方式

    1. 直接获取并行的流
    2. 将串行流转成并行流
    @Test
    public void testgetParallelStream() {
           ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
           // 直接获取并行的流
            Stream<Integer> stream = list.parallelStream();
           // 将串行流转成并行流
           Stream<Integer> stream = list.stream().parallel();
    }
    

    并行操作代码:

    @Test
    public void test0Parallel() {
       long count = Stream.of(4, 5, 3, 9, 1, 2, 6)
               .parallel() // 将流转成并发流,Stream处理的时候将才去
               .filter(s -> {
                 System.out.println(Thread.currentThread() + ", s = " + s);
                return true;
               })
               .count();
       System.out.println("count = " + count);
    }
    

    效果:

    Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-13,5,main], s = 3
    Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-19,5,main], s = 6
    Thread[main,5,main], s = 1
    Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-5,5,main], s = 5
    Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-23,5,main], s = 4
    Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-27,5,main], s = 2
    Thread[ForkJoinPool.commonPool-worker-9,5,main], s = 9
    count = 7 
    

    5.3 并行和串行Stream流的效率对比

    使用for循环,串行Stream流,并行Stream流来对5亿个数字求和。看消耗的时间。

    public class Demo06 {
    private static long times = 50000000000L;
    private long start;
    
       @Before
       public void init() {
        start = System.currentTimeMillis();
       }
    
       @After
       public void destory() {
           long end = System.currentTimeMillis();
           System.out.println("消耗时间: " + (end - start));
    
       }
    
       // 测试效率,parallelStream 120
       @Test
       public void parallelStream() {
           System.out.println("serialStream");
           LongStream.rangeClosed(0, times)
                       .parallel()
                       .reduce(0, Long::sum);
       }
    
       // 测试效率,普通Stream 342
       @Test
       public void serialStream() {
           System.out.println("serialStream");
           LongStream.rangeClosed(0, times)
            .reduce(0, Long::sum);
       }
    
       // 测试效率,正常for循环 421
       @Test
       public void forAdd() {
           System.out.println("forAdd");
           long result = 0L;
           for (long i = 1L; i < times; i++) {
             result += i;
           }
       }
    }
    

    我们可以看到parallelStream的效率是最高的。

    Stream并行处理的过程会分而治之,也就是将一个大任务切分成多个小任务,这表示每个任务都是一个操作。

    5.4 parallelStream线程安全问题

    解决parallelStream线程安全问题

    // 并行流注意事项
    @Test
    public void parallelStreamNotice() {
    
       ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
       for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        list.add(i);
    }
    
       List<Integer> newList = new ArrayList<>();
       // 使用并行的流往集合中添加数据
       list.parallelStream()
           .forEach(s -> {
             newList.add(s);
        });
    
       System.out.println("newList = " + newList.size());
    }
    

    运行效果:

    newList = 903

    我们明明是往集合中添加1000个元素,而实际上只有903个元素。

    解决方法:

    加锁、使用线程安全的集合或者调用Stream的 toArray() / collect() 操作就是满足线程安全的了。

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