十一、函数式编程 - 3、Stream流 - 《Java学习之路》

1.1 引言
1.2 流式思想概述
1.3 获取流
- 根据Map获取流
1.4 常用方法
1.5 练习：集合元素处理

说到Stream便容易想到I/O Stream，而实际上，谁规定“流”就一定是“IO流”呢？在Java 8中，得益于Lambda所带

来的函数式编程，引入了一个全新的Stream概念，用于解决已有集合类库既有的弊端。(操作按照流程化进行关注与具体逻辑)

1.1 引言

传统集合的多步遍历代码

几乎所有的集合（如 Collection 接口或 Map 接口等）都支持直接或间接的遍历操作。而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。例如：

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");
        for (String name : list) {
            System.out.println(name);
        }
    }

循环遍历的弊端

Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么（What），而不是怎么做（How），这点此前已经结合内部类进行

了对比说明。现在，我们仔细体会一下上例代码，可以发现：

for循环的语法就是“怎么做”
for循环的循环体才是“做什么”

举例:

试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：

将集合A根据条件一过滤为子集B；
然后再根据条件二过滤为子集C。

那怎么办？在Java 8之前之后的的做法可能为：

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<String> zhangList = new ArrayList<>();
        for (String name : list) {
            if (name.startsWith("张")) {
                zhangList.add(name);
            }
        }
        List<String> shortList = new ArrayList<>();
        for (String name : zhangList) {
            if (name.length() == 3) {
                shortList.add(name);
            }
        }
        for (String name : shortList) {
            System.out.println(name);
        } // java8之后的风格一句代码搞定 并且多核性能也有优势
        list.stream().filter(s->s.startsWith("张"))
                     .filter(s->s.length()==3).forEach(System.out::println);
    }

1.2 流式思想概述

Stream的方法这里的 filter 、 map 、 skip 都是在对函数模型进行操作，集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法 count

执行的时候，整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性。

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

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，数组等。

和以前的Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

Pipelining: 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（flfluentstyle）。这样做可以对操作进行优化，比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。一个流管道包含一个流来源、0 或多个中间操作，以及一个终止操作。

流来源可以是集合、数组、生成器函数或其他任何适当地提供了其元素的访问权的数据源。
中间操作将流转换为其他流 — 通过过滤元素 (filter())，转换元素 (map())，排序元素 (sorted())，将流截断为一定大小 (limit())，等等。
终止操作包括聚合（reduce()、collect()），搜索 (findFirst()) 和迭代 (forEach())

内部迭代：以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式, 显式的在集合外部进行迭代，这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式，流可以直接调用遍历方法。

当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操作获取想要的结果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道。

1.3 获取流

java.util.stream.Stream<T> 是Java 8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口。）

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。

public static void main(String[] args) {
        // 集合相关
        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();
        // 静态方法相关
        //备注： of 方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。
        Stream<Integer> stream4 = Stream.of(1,2,3,3);
        Stream<String> stream5 = Stream.generate(()->"sss");
        String [] x=new String[] {"a","b","c"};
        Stream<String> stream6 = Stream.of(x);
    }

根据Map获取流

java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口，且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征，所以获取对应的流

需要分key、value或entry等情况：

   // map接口
         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();

1.4 常用方法

延迟方法：返回值类型仍然是 Stream 接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。）

终结方法：返回值类型不再是 Stream 接口自身类型的方法，因此不再支持类似 StringBuilder 那样的链式调用。本小节中，终结方法包括 count 和 forEach 方法。

逐一处理：forEach

public static void main(String[] args) {
    Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    stream.forEach(name‐> System.out.println(name));
}

过滤：fifilter

public static void main(String[] args) {
    Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
}

映射：map

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。

    public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");
        Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str));
}

统计个数：count

public static void main(String[] args) {
        Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
        Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
        System.out.println(result.count()); // 2
}

取用前几个：limit

public static void main(String[] args) {
    Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    Stream<String> result = original.limit(2);
    System.out.println(result.count()); // 2
}

跳过前几个：skip

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：

public static void main(String[] args) {
    Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
    Stream<String> result = original.skip(2);
    System.out.println(result.count()); // 1

流组合：concat

public static void main(String[] args) {
    Stream<String> streamA = Stream.of("A");
    Stream<String> streamB = Stream.of("B");
    Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
}

1.5 练习：集合元素处理

题目

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：

第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。
打印整个队伍的Person对象信息。

public static void main(String[] args) {
        // 第一支队伍
        ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
        one.add("迪丽热巴");
        one.add("宋远桥");
        one.add("苏星河");
        one.add("石破天");
        one.add("石中玉");
        one.add("老子");
        one.add("庄子");
        one.add("洪七公");
        // 第二支队伍
        ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
        two.add("古力娜扎");
        two.add("张无忌");
        two.add("赵丽颖");
        two.add("张三丰");
        two.add("尼古拉斯赵四");
        two.add("张天爱");
        two.add("张二狗");
        Stream<String> s1 = one.stream().filter((t) -> 3 == t.length()).limit(3);
        Stream<String> s2 = two.stream().filter((t) -> t.startsWith("张")).skip(2);
        Stream.concat(s1, s2).map(Person::new).forEach(System.out::println);
    }