Java8 的 Stream 流式操作之王者歸來

相對於 Java8 之前的Java的相關操作簡直是天差地別,Java8 的流式操作的出現,也很大程度上改變了開發者對於Java的繁瑣的操作的印象,從此,Java也走向了函數式編程的道路!

1 流的創建

1.1 流的創建方法

既然需要聊聊流的操作,那麼,首先還是先看看怎麼創建流。

創建流的方法有三種,分別是: Stream.of()、Stream.iterate()、Stream.generate() ,然後,分別看一下這三個方法的聲明。

static  Stream of(T... values)
static Stream iterate(T seed, UnaryOperator f)
static Stream generate(Supplier s)

Stream.of() :參數很簡單,就是一系列的泛型參數。

Stream.iterate() :第一個參數是一個初始值,第二個參數是一個操作。

Stream.generate() :參數就是一個Supplier的供給型的參數。

1.2 流的創建方法舉例

/*
* @Author 歐陽思海
* @Description 創建流
* @Date 11:05 2019/8/26
* @Param []
* @return void
**/
@Test
public void testCreateStream() {
//利用Stream.of方法創建流
Stream<string> stream = Stream.of("hello", "world", "Java8");
stream.forEach(System.out::println);
System.out.println("##################");
//利用Stream.iterate方法創建流
Stream.iterate(10, n -> n + 1)
.limit(5)
.collect(Collectors.toList())
.forEach(System.out::println);
System.out.println("##################");
//利用Stream.generate方法創建流
Stream.generate(Math::random)
.limit(5)
.forEach(System.out::println);
System.out.println("##################");
//從現有的集合中創建流
List<string> strings = Arrays.asList("hello", "world", "Java8");
String string = strings.stream().collect(Collectors.joining(","));
System.out.println(string);
}
/<string>/<string>
Java8 的 Stream 流式操作之王者歸來

在上面的例子中, Stream.of() 方法的參數是幾個字符串, Stream.iterate() 方法的第一個參數是初始值 10,第二個參數是在10 的基礎上每次加 1 的操作, Stream.generate() 的參數是用 Random 方法產生隨機數。

1.3 流的創建總結

流的創建有三種方法,分別是 Stream.of()、Stream.iterate()、Stream.generate() ,這幾個都是 Stream 類的靜態方法,所以,使用起來非常的方便。

2 流的操作

在上一節中,我們知道怎麼創建流了,接下來,我們就看看對流可以進行哪些操作,使用了 Stream 流之後,是否會比 Java8 之前方便很多呢?

2.1 裝箱流

在處理對象流的時候,可以利用 Collectors 類的 靜態方法 轉換為集合,例如,將字符串流轉換為 List<string> ,這種方式是沒有問題的。/<string>

但是,如果遇到 double流想要轉換為 List<double> 時,這是就會報錯。/<double>

DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0)
.collect(Collectors.toList());//錯誤的寫法

這種方式就是錯誤的,編譯是不能通過的。

別慌,對於這種問題,有 3 種比較好的解決方法。

利用 boxed 方法

利用 boxed 方法,可以將 DoubleStream 轉換為 Stream<double> ,例如;/<double>

DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0)
.boxed()
.collect(Collectors.toList());

這樣就解決了上面的問題。

利用 mapToObj 方法

利用 mapToObj 方法也可以實現上面的功能,另外,也提供了 mapToInt、mapToLong、mapToDouble 等方法將基本類型流轉換為相關包裝類型。

DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0)
.mapToObj(Double::valueOf)
.collect(Collectors.toList());

collect 方法

一般情況下,我們利用 collect 方法的時候,都是用於將

流的數據收集為基本類型的集合 ,例如;

stream.collect(Collectors.toList())

然而, collect 方法其實還有一種更加一般化的形式,如下;

 R collect(Supplier supplier,
ObjIntConsumer accumulator,
BiCnsumer combiner)

上面這種方法的 第一個參數是一個供給器,相當於初始化一個容器,第二個參數是累加器,相當於給初始化的容器賦值,第三個參數是組合器,相當於將這些元素全部組合到一個容器 。

下面,我們通過一個簡單的例子來看看到底是怎麼使用的!

List<double> list = DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0)
.collect(ArrayList<double>::new, ArrayList::add, ArrayList::addAll);
/<double>/<double>

上面的例子我們可以看到,第一個參數:使用一個 靜態方法 初始化一個 List 容器,第二個參數:使用靜態方法 add ,添加元素,第三個參數:使用靜態方法 addAll ,用於聯合所有的元素。

從最後的返回值為 List<double> ,我們也可以看出,全部組合成一個初始化的 List 集合中了。/<double>

2.2 字符串與流之間的轉換

這一小節主要講解一下字符串與流之間的轉換,將 String 轉為流 有兩種方法,分別是 java.lang.CharSequence 接口定義的默認方法 chars 和 codePoints ,而將 流轉為字符串 就是我們前面已經講解到的方法 collect 。

/*
* @Author 歐陽思海
* @Description 字符串與流之間的轉換
* @Date 9:41 2019/9/2
* @Param []
* @return void
**/
@Test
public void testString2Stream() {
String s = "hello world Java8".codePoints()//轉換成流
.collect(StringBuffer::new,
StringBuffer::appendCodePoint,
StringBuffer::append)//將流轉換為字符串
.toString();
String s1 = "hello world Java8".chars()//轉換成流
.collect(StringBuffer::new,
StringBuffer::appendCodePoint,
StringBuffer::append)//將流轉換為字符串
.toString();
}

在上面的例子中,先用 chars 和 codePoints 方法轉換為流,然後都是利用 collect 方法再轉回字符串。

2.3 流的映射 map 與 flatMap

流的映射是什麼意思呢,我們先將一個在 Java8 之前的例子, 我們常常需要將一個集合的對象的某一個字段取出來,然後再存到另外一個集合中 ,這種場景我們在 Java8 之前我們會這樣實現。

/*
* @Author 歐陽思海
* @Description Java8之前的用法
* @Date 19:31 2019/9/2
* @Param []
* @return void
**/
@Test
public void testList() {
List<person> list = new ArrayList<>();
List<friend> friends = new ArrayList<>();
friends.add(new Friend("Java5"));
friends.add(new Friend("Java6"));
friends.add(new Friend("Java7"));
Person person = new Person();
person.setFriends(friends);
list.add(person);
List<string> strings = new ArrayList<>();
for(Person p : list){
strings.add(p.getName());
}
}
/<string>/<friend>/<person>

是不是這樣很麻煩,這也就是以前大家一直所說的 Python 用一招,Java 需要用花招!

但是, Java8 卻改變了這種現實,我們來看一看怎麼使用 map 和 flatMap 。

首先,我們先看一下這倆個方法的

聲明

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

接下來,我們用這兩個方法改寫上面的方式,先看看 map 方法;

/*
* @Author 歐陽思海
* @Description map、flatMap方法
* @Date 9:50 2019/9/2
* @Param []
* @return void
**/
@Test
public void testMapAndFlatMap() {
List<person> list = new ArrayList<>();
List<friend> friends = new ArrayList<>();
friends.add(new Friend("Java5"));
friends.add(new Friend("Java6"));
friends.add(new Friend("Java7"));
Person person = new Person();
person.setFriends(friends);
list.add(person);
//映射出名字
List<string> strings = list.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
}
/<string>/<friend>/<person>

通過使用 map 方法,參數給定 Person::getName 映射出 name ,然後再用 collect 收集到 List 中,就完成了上面的負責的操作,是不是很舒服。

但是,如果我們用 map 方法想要映射出 friends 屬性,會遇到一個問題;

//映射出朋友
List<list>> collect = list.stream().map(Person::getFriends).collect(Collectors.toList());
/<list>

我們發現,上面的返回值是 List<list>> ,這種形式集合裡面還包著集合,處理有點麻煩,但是,不是還有另外 flatMap 沒有使用嗎,這個方法正好能夠解決這個問題。/<list>

List<friend> collect1 = list.stream().flatMap(friend -> friend.getFriends().stream()).collect(Collectors.toList());
/<friend>

發現,這個方法的返回值是 List<friend> ,正如我們看到的, flatMap 的方法能夠“展平”包裹的流 ,這就是 map 和 flatMap 的區別。/<friend>

2.4 流的連接

流的連接有兩種方式,如果是 兩個流的連接 ,使用 Stream.concat 方法,如果是 三個及三個以上的流的連接 ,就使用 Stream.flatMap 方法。

/**
* @return void
* @Author 歐陽思海
* @Description 流的連接
* @Date 10:13 2019/9/2
* @Param []
**/
@Test
public void testConcatStream() {

//兩個流的連接
Stream<string> first = Stream.of("sihai", "sihai2", "sihai3");
Stream<string> second = Stream.of("sihai4", "sihai5", "sihai6");
Stream<string> third = Stream.of("siha7", "sihai8", "sihai9");
Stream<string> concat = Stream.concat(first, second);
//多個流的連接
Stream<string> stringStream = Stream.of(first, second, third).flatMap(Function.identity());
}
/<string>/<string>/<string>/<string>/<string>

3 流的規約操作

流的規約操作幾種類型,這裡都講一下。

內置的規約操作

基本類型流都有內置的規約操作。包括 average、count、max、min、sum、summaryStatistics ,前面的幾個方法相信不用說了, summaryStatistics 方法是前面的幾個方法的結合,下面我們看看他們如何使用。

/**
* @return void
* @Author 歐陽思海
* @Description 內置規約操作
* @Date 22:04 2019/9/1
* @Param []
**/
@Test
public void testReduce1() {
String[] strings = {"hello", "sihai", "hello", "Java8"};
long count = Arrays.stream(strings)
.map(String::length)
.count();
System.out.println(count);
System.out.println("##################");

int sum = Arrays.stream(strings)
.mapToInt(String::length)
.sum();
System.out.println(sum);
System.out.println("##################");
OptionalDouble average = Arrays.stream(strings)
.mapToInt(String::length)
.average();
System.out.println(average);
System.out.println("##################");
OptionalInt max = Arrays.stream(strings)
.mapToInt(String::length)
.max();
System.out.println(max);
System.out.println("##################");
OptionalInt min = Arrays.stream(strings)
.mapToInt(String::length)
.min();
System.out.println(min);
DoubleSummaryStatistics statistics = DoubleStream.generate(Math::random)
.limit(1000)
.summaryStatistics();
System.out.println(statistics);
}
Java8 的 Stream 流式操作之王者歸來

就是這麼簡單!

基本的規約操作

基本的規約操作是利用前面講過的 reduce 方法實現的, IntStream 接口定義了三種 reduce 方法的重載形式,如下;

OptionalInt reduce(IntBinaryOperator op)
int reduce(int identity, IntBianryOperator op)
U reduce(U identity,
BiFunction accumulator,
BianryOperator combiner)

上面的 identity 參數就是初始化值的意思, IntBianryOperator 類型的參數就是操作,例如 lambda 表達式; BianryOperator combiner 是一個組合器,在前面有講過。

下面我們通過一個例子來講解一下。

/**
* @return void
* @Author 歐陽思海
* @Description reduce規約操作
* @Date 22:20 2019/9/1
* @Param []
**/
@Test
public void testReduce2() {

int sum = IntStream.range(1, 20)
.reduce((x, y) -> x + y)
.orElse(0);
System.out.println(sum);
System.out.println("##################");
int sum2 = IntStream.range(1, 20)
.reduce(0, (x, y) -> x + 2 * y);
System.out.println(sum2);
System.out.println("##################");
int sum3 = IntStream.range(1, 20)
.reduce(0, Integer::sum);
System.out.println(sum3);
}
Java8 的 Stream 流式操作之王者歸來

例子中的第一個是 1到20累加 的操作,第二個以 0為初始值,然後2倍累加

,第三個是 以0為初始值,累加

流的計數

流的數量統計有兩種方法,分別是 Stream.count() 方法和 Collectors.counting() 方法。

/**
* @return void
* @Author 歐陽思海
* @Description 統計測試
* @Date 23:29 2019/9/1
* @Param []
**/
@Test
public void testStatistics() {
//統計數量
String[] strings = {"hello", "sihai", "hello", "Java8"};
long count = Arrays.stream(strings)
.count();
System.out.println(count);
System.out.println("##################");
Long count2 = Arrays.stream(strings)
.collect(Collectors.counting());
System.out.println(count2);

}

4 流的查找與匹配

流的查找

流的查找 Stream 接口提供了兩個方法 findFirst 和 findAny 。

findFirst 方法返回流中的

第一個 元素的 Optional ,而 findAny 方法返回流中的 某個元素的 Optional 。

我們來看一個例子。

String[] strings = {"hello", "sihai", "hello", "Java8"};
Optional<string> first = Arrays.stream(strings)
.findFirst();
System.out.println(first.get());
System.out.println("##################");
Optional<string> any = Arrays.stream(strings).findAny();
System.out.println(any.get());
System.out.println("##################");
/<string>/<string>

流的匹配

流的匹配 Stream 接口提供了三個方法,分別是 anyMatch (任何一個元素匹配,返回 true)、 allMatch (所有元素匹配,返回 true)、 noneMatch (沒有一個元素匹配,返回 true)。

boolean b = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 10)
.anyMatch(x -> x > 5);
System.out.println(b);
System.out.println("##################");
boolean b2 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 10)
.allMatch(x -> x > 5);
System.out.println(b2);
System.out.println("##################");
boolean b3 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 10)
.noneMatch(x -> x > 5);
System.out.println(b3);

5 流的總結

這篇文章主要講解了流的一些操作,包括下面幾個方面。

  • 流的創建方法。
  • 流的系列操作,包括裝箱流、字符串與流之間的轉換、流和映射 map 和 flatMap、流的連接。
  • 流的規約操作
  • 流的查找與匹配

原文

https://segmentfault.com/a/1190000020266327


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