Java8新特性：StreamAPI
- 前言
- 一、Stream API说明
- 二、为什么要使用Stream API？
- 三、什么是 Stream？
- 四、Stream 操作的三个步骤
- 1、创建 Stream
- 2、中间操作
- 3、终止操作(终端操作)
- 五、创建Stream实例
- 1、创建 Stream方式一：通过集合
- 2、创建 Stream方式二：通过数组
- 3、创建 Stream方式三：通过Stream的of()
- 4、创建 Stream方式四：创建无限流
- 六、Stream 的中间操作
- 1、筛选与切片
- 2、映 射
- 3、排序
- 七、Stream 的终止操作
- 1、匹配与查找
- 2、归约
- 3、收集
前言
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一、Stream API说明
- 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。
二、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，Radis等，而这些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。
三、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：
- Stream关注的是对数据的运算，与
CPU打交道，集合关注的是数据的存储，与内存打交道。- Stream 自己不会存储元素。
- Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
- Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行
四、Stream 操作的三个步骤
1、创建 Stream
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，不会再被使用。
⭕ 注意：
- 一个中间操作链，对数据源的数据进行处理
- 一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用
五、创建Stream实例
1、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方法：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
default Stream stream() | 返回一个顺序流 |
default Stream parallelStream() | 返回一个并行流 |
代码演示：
//创建 Stream方式一：通过集合@Testpublic void test1(){List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();//default Stream stream() : 返回一个顺序流Stream<Employee> stream = employees.stream();//default Stream parallelStream() : 返回一个并行流Stream<Employee> parallelStream = employees.parallelStream();}2、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：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
static Stream stream(T[] array) | 返回一个流 |
public static IntStream stream(int[] array) | 返回一个 int 型流 |
public static LongStream stream(long[] array) | 返回一个 long 型流 |
public static DoubleStream stream(double[] array) | 返回一个 double 型流 |
代码演示：
//创建 Stream方式二：通过数组@Testpublic void test2(){int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5,6};//调用Arrays类的static Stream stream(T[] array): 返回一个流IntStream stream = Arrays.stream(arr);Employee e1 = new Employee(1001,"Tom");Employee e2 = new Employee(1002,"Jerry");Employee[] arr1 = new Employee[]{e1,e2};Stream<Employee> stream1 = Arrays.stream(arr1);}3、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。
| 方法 | 描述 |
|---|---|
public static Stream of(T... values) | 返回一个流 |
代码演示：
//创建 Stream方式三：通过Stream的of()@Testpublic void test3(){Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);}4、创建 Stream方式四：创建无限流
可以使用静态方法
Stream.iterate()和Stream.generate(), 创建无限流。
| 方法 | 描述 |
|---|---|
public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f) | 迭代 |
public static Stream generate(Supplier s) | 生成 |
代码演示：
//创建 Stream方式四：创建无限流@Testpublic void test4(){//迭代//public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f)//遍历前10个偶数Stream.iterate(0, t -> t + 2).limit(10).forEach(System.out::println);//生成//public static Stream generate(Supplier s)Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);}六、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
| 方 法 | 描 述 |
|---|---|
filter(Predicate p) | 接收 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 |
代码演示：
//1-筛选与切片@Testpublic void test1(){List<Employee> list = EmployeeData.getEmployees();//filter(Predicate p)——接收 Lambda ， 从流中排除某些元素。Stream<Employee> stream = list.stream();//练习：查询员工表中薪资大于7000的员工信息stream.filter(e -> e.getSalary() > 7000).forEach(System.out::println);System.out.println();//limit(n)——截断流，使其元素不超过给定数量。list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);System.out.println();//skip(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list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);System.out.println();//distinct()——筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));list.add(new Employee(1010,"刘强东",41,8000));list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));list.add(new Employee(1010,"刘强东",40,8000));//System.out.println(list);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，并将其映射成一个新的元素。 |
mapToDouble(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。 |
mapToInt(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。 |
mapToLong(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 |
代码演示：
//映射@Testpublic void test2(){//map(Function f)——接收一个函数作为参数，将元素转换成其他形式或提取信息，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。List<String> list = Arrays.asList("aa", "bb", "cc", "dd");list.stream().map(str -> str.toUpperCase()).forEach(System.out::println);//练习1：获取员工姓名长度大于3的员工的姓名。List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();Stream<String> namesStream = employees.stream().map(Employee::getName);namesStream.filter(name -> name.length() > 3).forEach(System.out::println);System.out.println();//练习2：Stream<Stream<Character>> streamStream = list.stream().map(StreamAPITest1::fromStringToStream);streamStream.forEach(s ->{s.forEach(System.out::println);});System.out.println();//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。Stream<Character> characterStream = list.stream().flatMap(StreamAPITest1::fromStringToStream);characterStream.forEach(System.out::println);}//将字符串中的多个字符构成的集合转换为对应的Stream的实例public static Stream<Character> fromStringToStream(String str){//aaArrayList<Character> list = new ArrayList<>();for(Character c : str.toCharArray()){list.add(c);} return list.stream();}@Testpublic void test3(){ArrayList list1 = new ArrayList();list1.add(1);list1.add(2);list1.add(3);ArrayList list2 = new ArrayList();list2.add(4);list2.add(5);list2.add(6);//list1.add(list2);list1.addAll(list2);System.out.println(list1);}3、排序
| 方法 | 描述 |
|---|---|
sorted() | 产生一个新流，其中按自然顺序排序 |
sorted(Comparator com) | 产生一个新流，其中按比较器顺序排序 |
代码演示：
//3-排序@Testpublic void test4(){//sorted()——自然排序List<Integer> list = Arrays.asList(12, 43, 65, 34, 87, 0, -98, 7);list.stream().sorted().forEach(System.out::println);//抛异常，原因:Employee没有实现Comparable接口//List employees = EmployeeData.getEmployees();//employees.stream().sorted().forEach(System.out::println);//sorted(Comparator com)——定制排序List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();employees.stream().sorted( (e1,e2) -> { int ageValue = Integer.compare(e1.getAge(),e2.getAge()); if(ageValue != 0){ return ageValue; }else{ return -Double.compare(e1.getSalary(),e2.getSalary()); }}).forEach(System.out::println);}七、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 |
noneMatch(Predicate p) | 检查是否没有匹配所有元素 |
findFirst() | 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) |
代码演示：
//1-匹配与查找@Testpublic void test1(){List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();//allMatch(Predicate p)——检查是否匹配所有元素。//练习：是否所有的员工的年龄都大于18boolean allMatch = employees.stream().allMatch(e -> e.getAge() > 18);System.out.println(allMatch);//anyMatch(Predicate p)——检查是否至少匹配一个元素。// 练习：是否存在员工的工资大于 10000boolean anyMatch = employees.stream().anyMatch(e -> e.getSalary() > 10000);System.out.println(anyMatch);//noneMatch(Predicate p)——检查是否没有匹配的元素。//练习：是否存在员工姓“雷”boolean noneMatch = employees.stream().noneMatch(e -> e.getName().startsWith("雷"));System.out.println(noneMatch);//findFirst——返回第一个元素Optional<Employee> employee = employees.stream().findFirst();System.out.println(employee);//findAny——返回当前流中的任意元素Optional<Employee> employee1 = employees.parallelStream().findAny();System.out.println(employee1);}@Testpublic void test2(){List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();// count——返回流中元素的总个数long count = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 5000).count();System.out.println(count);//max(Comparator c)——返回流中最大值//练习：返回最高的工资：Stream<Double> salaryStream = employees.stream().map(e -> e.getSalary());Optional<Double> maxSalary = salaryStream.max(Double::compare);System.out.println(maxSalary);//min(Comparator c)——返回流中最小值//练习：返回最低工资的员工Optional<Employee> employee = employees.stream().min((e1, e2) -> Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary()));System.out.println(employee);System.out.println();//forEach(Consumer c)——内部迭代employees.stream().forEach(System.out::println);//使用集合的遍历操作employees.forEach(System.out::println);}2、归约
| 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 |
代码演示：
//2-归约@Testpublic void test3(){//reduce(T identity, BinaryOperator)——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 T//练习1：计算1-10的自然数的和List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);Integer sum = list.stream().reduce(0, Integer::sum);System.out.println(sum);//reduce(BinaryOperator) ——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional//练习2：计算公司所有员工工资的总和List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();Stream<Double> salaryStream = employees.stream().map(Employee::getSalary);//Optional sumMoney = salaryStream.reduce(Double::sum);Optional<Double> sumMoney = salaryStream.reduce((d1,d2) -> d1 + d2);System.out.println(sumMoney.get());}3、收集
| 方 法 | 描 述 |
|---|---|
collect(Collector c) | 将流转换为其他形式。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， 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：
//3-收集@Testpublic void test4(){//collect(Collector c)——将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法//练习1：查找工资大于6000的员工，结果返回为一个List或SetList<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();List<Employee> employeeList = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toList());employeeList.forEach(System.out::println);System.out.println();Set<Employee> employeeSet = employees.stream().filter(e -> e.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toSet());employeeSet.forEach(System.out::println);}