简介
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。简而言之, Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。
流(Stream)到底是什么?
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,流讲的是计算! ” 注:java.util.Stream表示了某一种元素的序列,在这些元素上可以进行各种操作。Stream操作可以是中间操作,也可以是完结操作。完结操作会返回一个某种类型的值,而中间操作会返回流对象本身,并且你可以通过多次调用同一个流操作方法来将操作结果串起来(就像StringBuffer的append方法一样————译者注)。Stream 是在一个源的基础上创建出来的,例如 java.util.Collection 中的 list 或者 set(map 不能作为 Stream 的源)。Stream 操作往往可以通过顺序或者并行两种方式来执行。
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- ①Stream 自已不会储存元素。
②Stream 不会改变源对象。相反,他们会返回一个持有结果的新Stream
③Stream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(类似于懒加载)Stream 操作
stream 操作步骤
- 创建 Stream:一个数据源(如:集合,数组,
Map不可以作为数据源)获取一个流 - 中间操作:一个中间操作链,对数据源的数据进行操作处理(过滤、映射…)
- 终止操作(终端操作):一个终止操作,执行中间操作链,并产生结果(一旦执行终止操作,就执行中间操作链,并产生结果。之后的,不会再被使用)
操作流程如下图:
Stream 实例化的方式
- 通过集合
- 通过数组
- 通过 Stream 的 of()
- 通过无限流
下面我们一一通过代码示例进行详细解析:
公共代码(测试使用)
公共集合
List<Person> javaProgrammers = new ArrayList<Person>() {{add(new Person("Elsdon", "Jaycob", "Java programmer", "male", 2000, 18));add(new Person("Tamsen", "Brittany", "Java programmer", "female", 2371, 55));add(new Person("Floyd", "Donny", "Java programmer", "male", 3322, 25));add(new Person("Sindy", "Jonie", "Java programmer", "female", 35020, 15));add(new Person("Vere", "Hervey", "Java programmer", "male", 2272, 25));add(new Person("Maude", "Jaimie", "Java programmer", "female", 2057, 87));add(new Person("Shawn", "Randall", "Java programmer", "male", 3120, 99));add(new Person("Jayden", "Corrina", "Java programmer", "female", 345, 25));add(new Person("Palmer", "Dene", "Java programmer", "male", 3375, 14));add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 3426, 20));add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 3422, 20));add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", "female", 3429, 20));// add(new Person("Addison", "Pam", "Java programmer", null, 3422, 20));}};
公共实体类
package com.zy.stream.model;import lombok.AllArgsConstructor;import lombok.Builder;import lombok.Data;import lombok.NoArgsConstructor;@Data@Builder(toBuilder = true)@AllArgsConstructor@NoArgsConstructorpublic class Person {private String firstName, lastName, job, gender;private int salary,age;}
通过集合创建 Stream 流
//1.1 通过集合创建Stream流------> default Stream<E> stream:返回一个顺序流Stream<Person> stream=javaProgrammers.stream();//1.2 通过集合创建Stream流------> default Stream<E> parallelStream:返回一个并行流Stream<Person> parallelStream = javaProgrammers.parallelStream();
我们通过集合javaProgrammers创建了 Stream 流,那么为什么会返回一个流呢?
我们看Collection集合类的源码:
//1.1 当集合集合调用stream()时,return一个Stream<E>default Stream<E> stream() {return StreamSupport.stream(spliterator(), false);}//1.2 同理default Stream<E> parallelStream() {return StreamSupport.stream(spliterator(), true);}
通过数组创建 Stream 流
//2.1 通过数组创建Stream流-------> 调用Arrays类的static <T> Stream<T> Stream<T[] array> :返回一个流Person[] arrPerson = new Person[]{javaProgrammers.get(0),javaProgrammers.get(1)};Stream<Person> streamObj = Arrays.stream(arrPerson);
通过静态类Arrays调用 Stream 中的静态Stream方法,即可返回一个流。
静态 Stream 方法源码:
//入参Array数组,返参 <T> Stream<T>流public static <T> Stream<T> stream(T[] array) {return stream(array, 0, array.length);}public static <T> Stream<T> stream(T[] array, int startInclusive, int endExclusive) {return StreamSupport.stream(spliterator(array, startInclusive, endExclusive), false);}
通过 Stream 的 of 方法创建流
//3.1 通过of创建StreamStream<Integer> streamOf = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);Stream<Person> streamOfs = Stream.of(javaProgrammers.get(0),javaProgrammers.get(1));
of 方法源码:
@SafeVarargs@SuppressWarnings("varargs") // Creating a stream from an array is safepublic static<T> Stream<T> of(T... values) {//通过of源码我们可以看到,其实of方法任然是使用的是数组的创建的方式,只是外部有包了一层return Arrays.stream(values);}
通过无线流的创建 Stream 流
//4.1 通过无限流的方式创建Stream流/*4.1.1 迭代--->*public static<T> Stream<T> iterate(final T seed,final UnaruOperator<T> f)* 遍历前10个偶数* 无限流,无限反复操作使用,所有一般都会配合limit使用*/Stream.iterate(0,t->t+2).limit(10).forEach(System.out::println); //seed是起始数值,limit代表循环前10次//4.1.2 生成----》public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
小结
(1)Java8 中的 Collection 接口被扩展,提供了 两个获取流的方法:
default Stream stream() : 返回一个顺序流
default Stream parallelStream() : 返回一个并行流
(2)Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可 以获取数组流:
static Stream 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 stream(int[] array)
public static LongStream stream(long[] array)
public static DoubleStream stream(double[] array)
(3)可以使用静态方法 Stream.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 Stream of(T… values) : 返回一个流
可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。 1. 迭代
public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f)
2.生成
public static Stream generate(Supplier s)
Stream 流的中间操作
中间操作有:
- 筛选和切片
⚪filter(Predicate p)–接受 Lambda,从流中排除某些元素
⚪limit(n)–截断流,使其元素不超过给定数量
⚪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
⚪distinct–筛选,通过流所生成的元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素 - 映射
⚪map(Function f)–接受一个函数作为参数,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。
⚪flatMap(Function f)–接受一个函数作为参数,将流中的每个值都转换成另一个流,然后把所有流连成一个流 - 排序
⚪sorted()–自然排序,产生一个新流,其中按自然顺序排序
⚪sorted(Comparator com)–定制排序,产生一个新流,其中按比较器顺序排序
筛选和切片
filter()方法
Filter接受一个predicate接口类型(断言型函数式接口)的变量,并将所有流对象中的元素进行过滤。该操作是一个中间操作,因此它允许我们在返回结果的基础上再进行其他的流操作(比如:forEach)。ForEach 接受一个 function 接口类型的变量,用来执行对每一个元素的操作。ForEach是一个中止操作。它不返回流,所以我们不能再调用其他的流操作。
@Testpublic void testFilter() {//1.1 `filter`(Predicate p)–接受Lambda,从流中排除某些元素//1.1.1 原生方式 所有的中间操作不会做任何的处理Stream<Person> stream = javaProgrammers.stream().filter((e) -> {System.out.println("测试中间操作");return e.getAge() < 20;});stream.forEach(System.out::println);//只有当做终止操作时,所有的中间操作会一次性的全部执行,称为“惰性求值”//1.1.2 使用lambdas表达式优化javaProgrammers.stream().filter(e->{System.out.println("测试中间操作");return e.getAge() <20;}).forEach(System.out::println);}
Limit(N)和 Skip(N)方法
@Testpublic void testLimitAndSkip() {// 1.2 `limit(n)`–截断流,使其元素不超过给定数量 类似于mysql中的limit,但这里只有最大值//1.3 `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//通过无限流创建一个无限流,如果不使用Limit方法进行限制阶段,无限流将会形成一个类似于死循环的操作//当使用skip()将会跳过前5个数据从第6个参数返回Stream.iterate(0,t->t+1).limit(10).skip(5).forEach(System.out::println); //seed是起始数值,limit代表循环前10次}
distinct()方法
distinct()返回由该流的不同元素组成的流。distinct()是 Stream 接口的方法。distinct()使用hashCode()和equals()方法来获取不同的元素。我们的类必须实现 hashCode()和 equals()。如果 distinct()正在处理有序流,那么对于重复元素,将保留以遭遇顺序首先出现的元素,并且以这种方式选择不同元素是稳定的。在无序流的情况下,不同元素的选择不一定是稳定的,是可以改变的。distinct()执行有状态的中间操作。在有序流的并行流的情况下,保持 distinct()的稳定性是需要很高的代价的,因为它需要大量的缓冲开销。如果我们不需要保持遭遇顺序的一致性,那么我们应该可以使用通过 BaseStream.unordered()方法实现的无序流。
distinct 对集合中的对象进行去重
//1.4 `distinct`–筛选,通过流所生成的元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素//1.4.1 distinct取出集合中对象信息完全重复的对象javaProgrammers.stream().distinct().forEach(System.out::println);
打印结果(对集合后三条重复的数据进行了去重操作):
Person(firstName=Elsdon, lastName=Jaycob, job=Java programmer, gender=male, salary=2000, age=18)Person(firstName=Tamsen, lastName=Brittany, job=Java programmer, gender=female, salary=2371, age=55)Person(firstName=Floyd, lastName=Donny, job=Java programmer, gender=male, salary=3322, age=25)Person(firstName=Sindy, lastName=Jonie, job=Java programmer, gender=female, salary=3502, age=15)Person(firstName=Vere, lastName=Hervey, job=Java programmer, gender=male, salary=2272, age=25)Person(firstName=Maude, lastName=Jaimie, job=Java programmer, gender=female, salary=2057, age=87)Person(firstName=Shawn, lastName=Randall, job=Java programmer, gender=male, salary=3120, age=99)Person(firstName=Jayden, lastName=Corrina, job=Java programmer, gender=female, salary=345, age=25)Person(firstName=Palmer, lastName=Dene, job=Java programmer, gender=male, salary=3375, age=14)Person(firstName=Addison, lastName=Pam, job=Java programmer, gender=female, salary=3422, age=20)
distinct 对集合中对象的某一属性进行去重
distinct()不提供按照属性对对象列表进行去重的直接实现。它是基于 hashCode()和 equals()工作的。如果我们想要按照对象的属性,对对象列表进行去重,我们可以通过其它方法来实现。如下代码段所示:
static <T> Predicate<T> distinctByKey(Function<? super T, ?> keyExtractor) {Map<Object,Boolean> seen = new ConcurrentHashMap<>();return t -> seen.putIfAbsent(keyExtractor.apply(t), Boolean.TRUE) == null;}
上面的方法可以被 Stream 接口的 filter()接收为参数,如下所示:
//1.4.2 distinct对集合中对象的某一属性进行去重javaProgrammers.stream().filter(distinctByKey(e->e.getAge())).distinct().forEach(System.out::println);
distinctByKey()方法返回一个使用 ConcurrentHashMap 来维护先前所见状态的 Predicate 实例,如下是一个完整的使用对象属性来进行去重的示例。
打印结果(以去除年龄相同的人的信息):
Person(firstName=Elsdon, lastName=Jaycob, job=Java programmer, gender=male, salary=2000, age=18)Person(firstName=Tamsen, lastName=Brittany, job=Java programmer, gender=female, salary=2371, age=55)Person(firstName=Floyd, lastName=Donny, job=Java programmer, gender=male, salary=3322, age=25)Person(firstName=Sindy, lastName=Jonie, job=Java programmer, gender=female, salary=3502, age=15)Person(firstName=Maude, lastName=Jaimie, job=Java programmer, gender=female, salary=2057, age=87)Person(firstName=Shawn, lastName=Randall, job=Java programmer, gender=male, salary=3120, age=99)Person(firstName=Palmer, lastName=Dene, job=Java programmer, gender=male, salary=3375, age=14)Person(firstName=Addison, lastName=Pam, job=Java programmer, gender=female, salary=3422, age=20)
映射
这个类似于 list 集合中的 add 和 addAll 的区别,add 添加一个集合是把集合当成一个元素,addAll 添加一个集合是把集合中的每个元素当成一个元素
map(Function f)和 flatMap(Function f)方法
map 相当于 add,flatMap 相当于 addAll
@Testpublic void testMapAndFlatMap(){/*2.1 `map(Function f)`–接受一个函数作为参数,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。** 这个类似于list集合中的add和addAll的区别,add添加一个集合是把集合当成一个元素,addAll添加一个集合是把集合中的每个元素当成一个元素* map相当于add,flatMap相当于addAll*///map(Function f)--接受一个函数作为参数,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("测试", "bb", "cc", "dd","dsf","dsf");list.stream().map(s -> s.toUpperCase()).forEach(System.out::println);//练习2.1.1 获取集合中年龄大于20的人javaProgrammers.stream().map(Person::getAge).filter(e->e>20).forEach(System.out::println);//练习2.1.2 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Stream<Stream<Character>> streamStream = list.stream().map(SteamApiTest::fromStringToStream);//有点麻烦streamStream.forEach(s->s.forEach(System.out::println));// 2.2 `flatMap(Function f)`–接受一个函数作为参数,将流中的每个值都转换成另一个流,然后把所有流连成一个流Stream<Character> characterStream = list.stream().flatMap(SteamApiTest::fromStringToStream);characterStream.forEach(System.out::println);javaProgrammers.stream().flatMap(e->Stream.of(e).filter(x->x.getAge()>20)).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){ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();for (Character c:str.toCharArray()){list.add(c);}return list.stream();}
排序
sorted()方法
@Testpublic void testStore(){//3.1 sorted()–自然排序,产生一个新流,其中按自然顺序排序 sorted()参数可选,有两个重载一个有参Comparator,一个无参List<Integer> list = Arrays.asList(12, 43, 65, 3, 4, 0,01, -98);list.stream().sorted().forEach(System.out::println);//3.1.1 抛异常,原因:Person没有实现Comparable接口//javaProgrammers.stream().sorted().forEach(System.out::println);//3.2 sorted(Comparator com)–定制排序,产生一个新流,其中按比较器顺序排序,根据条件排序//多集合中对象根据年龄进行排序javaProgrammers.stream().sorted((e1,e2)->Integer.compare(e1.getAge(),e2.getAge())).forEach(System.out::println);}
Stream 的终止操作(常用方法)
终止操作有:
- 匹配与查找
⚪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):检查是否没有匹配的元素
⚪findFirst():返回第一个元素
⚪findAny():返回当前流中的任意元素
⚪count():返回流中元素的总数
⚪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 - 规约
⚪reduce(T identity,BinaryOperator accumulator):可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回 T
⚪reduce(BinaryOperator accumulator):可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回 Optional - 收集
⚪collect(Collector c):将流转换成其他形式。接受一个 Collector 接口的实现,用于给 Stream 中元素做汇总的方法匹配与查找
方法都比较简单易于理解。
@Testpublic void testMatchAndFind() {/*** 1. 匹配与查找* 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):检查是否没有匹配的元素* findFirst():返回第一个元素* findAny():返回当前流中的任意元素* count():返回流中元素的总数* 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**///1.1 allMatch()相当于制定一个规则,将集合中的对象一一与规则进行对象,判断是否所有的集合对象都符合该规则, true/falseboolean allMatch = javaProgrammers.stream().allMatch(e -> e.getAge()>18);System.out.println("测试Stream流的终止操作----allMatch()--->"+allMatch);//1.2 anyMatch(Predicate p):检查是否至少匹配一个元素 类似于多选一即可boolean anyMatch = javaProgrammers.stream().anyMatch(e -> e.getSalary()>1000);System.out.println("检查是否至少匹配一个元素----anyMatch()--->"+anyMatch);//1.3 noneMatch(Predicate p):检查是否没有匹配的元素 没有返回true,反之falseboolean noneMatch = javaProgrammers.stream().noneMatch(e -> e.getSalary() > 10000);System.out.println("检查是否没有匹配的元素----noneMatch()--->"+noneMatch);//1.4 findFirst():返回第一个元素Person person = javaProgrammers.stream().findFirst().get();System.out.println("返回第一个元素----findFirst()--->"+person.toString());for (int i = 0; i <1000 ; i++) {//1.5 findAny():返回当前流中的任意元素Optional<Person> AnyPerson = javaProgrammers.stream().findAny();//System.out.println("返回当前流中的任意元素----findAny()--->"+AnyPerson.toString()+"--------->"+i);}//1.6 count():返回流中元素的总数long count = javaProgrammers.stream().count();System.out.println("返回流中元素的总数----count()--->"+count);//1.7 max(Comparator c):返回流中最大值 Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator);Person maxPersonSalary = javaProgrammers.stream().max(Comparator.comparing(Person::getSalary)).get();System.out.println("返回流中最大值----max()--->"+maxPersonSalary);//1.8 min(Comparator c):返回流中最小值Person minPersonSalary = javaProgrammers.stream().min(Comparator.comparing(Person::getSalary)).get();System.out.println("返回流中最小值----max()--->"+minPersonSalary);}
打印结果:
测试Stream流的终止操作----allMatch()--->false检查是否至少匹配一个元素----anyMatch()--->true检查是否没有匹配的元素----noneMatch()--->false返回第一个元素----findFirst()--->Person(firstName=Elsdon, lastName=Jaycob, job=Java programmer, gender=male, salary=2000, age=18)返回流中元素的总数----count()--->12返回流中最大值----max()--->Person(firstName=Sindy, lastName=Jonie, job=Java programmer, gender=female, salary=35020, age=15)返回流中最小值----max()--->Person(firstName=Jayden, lastName=Corrina, job=Java programmer, gender=female, salary=345, age=25)
规约
@Testpublic void testStatute(){/** 2. **规约*** reduce(T identity,BinaryOperator accumulator):可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回T* reduce(BinaryOperator accumulator):可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回Optional** reduce()这个方法经常用到很方便,也更总要,我会再详细的分析总结,这里只做简单认识即可。*///2.1 reduce(T identity,BinaryOperator accumulator):可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回T//2.1.1 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("计算1-10的自然数的和-------reduce(T identity,BinaryOperator accumulator)------>"+sum);//2.2 reduce(BinaryOperator accumulator):可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回OptionalInteger integers = javaProgrammers.stream().map(Person::getSalary).reduce((e1, e2) -> e1 + e2).get();//lambda表达式Integer integer = javaProgrammers.stream().map(Person::getSalary).reduce(Integer::sum).get();//使用引用System.out.println("工资和-------reduce(BinaryOperator accumulator)使用引用------>"+integer);System.out.println("工资和-------reduce(BinaryOperator accumulator)lambda表达式------>"+integers);}
打印结果:
计算1-10的自然数的和-------reduce(T identity,BinaryOperator accumulator)------>55工资和-------reduce(BinaryOperator accumulator)使用引用------>64148工资和-------reduce(BinaryOperator accumulator)lambda表达式------>64148
收集
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)Collector需要使用Collectors提供实例。
@Testpublic void testSalary(){/** 3. **收集*** collect(Collector c):将流转换成其他形式。接受一个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)。* Collector需要使用Collectors提供实例。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:⚪toList:返回类型List< T>,作用是把流中元素收集到List⚪toSet:返回类型Set< T>,作用是把流中元素收集到Set⚪toCollection:返回类型Collection< T>,作用是把流中元素收集到创建的集合**///3.1 collect(Collector c):将流转换成其他形式。返回一个setSystem.out.println("将流转换成其他形式。返回一个set-------toSet()------>:");javaProgrammers.stream().filter(e -> e.getSalary() > 3000).collect(Collectors.toSet()).forEach(System.out::println);//3.2 collect(Collector c):将流转换成其他形式。返回一个listSystem.out.println("将流转换成其他形式。返回一个list-------toList()------>:");javaProgrammers.stream().filter(e -> e.getSalary() > 3000).limit(2).collect(Collectors.toList()).forEach(System.out::println);//3.2 collect(Collector c):将流转换成其他形式。返回一个mapSystem.out.println("将流转换成其他形式。返回一个map-------toMap()------>:");javaProgrammers.stream().filter(e -> !e.getFirstName().equals("测试"))// 注意:key不能重复 toMap()参数一:key 参数二:value 参数三:对key值进行去重,当有重复的key,map中保留第一条重复数据.collect(Collectors.toMap(Person::getAge,person -> person,(key1, key2) -> key1)) //value 为对象 student -> student jdk1.8返回当前对象,也可以为对象的属性.forEach((key, value) -> System.out.println("key--"+key+" value--"+value.toString()));}
结束语
完毕!搞明白,读懂,敲会,致此对 Stream 流也算是有了初步的认识。接下来就慢慢的挖掘吧,打工人。
推荐参考博客:
https://blog.csdn.net/hhq12/article/details/81169145
https://blog.csdn.net/weixin_46744534/article/details/108039064
