Java 8 Stream流强大的原理

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Java 8 Stream流是一个非常强大的特性,它为Java程序员提供了一个非常便捷的方式来处理集合数据。Stream流是基于Lambda表达式和函数式编程的,它是一个可以组合操作的序列化数据流。它的执行过程分为中间操作和终端操作,中间操作返回一个新的Stream流,终端操作将返回一个非Stream的结果。在这篇攻略中,我们将详细讲解Stream流的原理和使用方法。

1. Stream流的创建

在使用Stream流前,首先要创建一个Stream。创建Stream有以下几种方式:

  • 从集合中创建Stream

    List<String> list = Arrays.asList("Java", "C++", "Python", "JavaScript");
    Stream<String> stream1 = list.stream(); // 创建串行流
    Stream<String> stream2 = list.parallelStream(); // 创建并行流

  • 从数组中创建Stream

    int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5};
    IntStream stream = Arrays.stream(nums);

  • 通过Stream的of()方法创建Stream

    Stream<String> stream = Stream.of("Java", "C++", "Python", "JavaScript");

2. Stream流的中间操作

Stream的中间操作支持链式调用,每次调用完中间操作后返回一个新的Stream。例如:

List<String> list = Arrays.asList("Java", "C++", "Python", "JavaScript");
Stream<String> stream = list.stream().filter(s -> s.startsWith("J")).map(String::toLowerCase).sorted();

这段代码中,我们创建了一个List集合,然后通过stream()方法创建一个Stream串行流。接着执行了三个中间操作:filter()、map()和sorted(),最后返回一个新的Stream串行流。

常见的中间操作如下:

  • filter:过滤符合条件的元素
  • map:将元素传递给函数处理(可以理解为转换成另一种类型)
  • flatMap:将多个流进行合并
  • distinct:去除重复元素
  • sorted:对元素进行排序
  • limit:获取指定数量的元素
  • skip:跳过指定数量的元素

3. Stream流的终端操作

Stream的终端操作是最后一步操作,执行终端操作后,Stream便无法再进行操作。例如:

List<String> list = Arrays.asList("Java", "C++", "Python", "JavaScript");
long count = list.stream().filter(s -> s.startsWith("J")).count();

这段代码中,我们创建了一个List集合,然后通过stream()方法创建一个Stream串行流。接着执行了一个中间操作filter(),最后执行终端操作count(),返回一个long类型的结果。

常见的终端操作如下:

  • forEach:对每个元素执行操作
  • collect:将Stream转换成List、Set、Map等数据类型
  • count:返回元素数量
  • min、max:返回最小或最大的元素
  • reduce:聚合操作
  • anyMatch:判断是否有元素符合条件
  • allMatch:判断是否全部元素符合条件
  • noneMatch:判断是否没有元素符合条件

4. Stream流示例

以下是一个计算List集合元素平均值的示例:

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
OptionalDouble average = list.stream().mapToInt(Integer::intValue).average();
System.out.println("平均值为:" + average.getAsDouble());

首先创建一个List集合,将其转换成Stream串行流。然后执行一个中间操作mapToInt(),将元素转换成int类型,再执行一个终端操作average(),求出平均值。最后通过OptionalDouble类的getAsDouble()方法获取平均值。

以下是一个根据年龄分组的示例:

// 创建Person对象
class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

// 创建List集合
List<Person> personList = Arrays.asList(
        new Person("张三", 18),
        new Person("李四", 21),
        new Person("王五", 25),
        new Person("赵六", 18),
        new Person("田七", 20)
);

// 根据年龄分组
Map<Integer, List<Person>> ageMap = personList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge));
System.out.println(ageMap);

这段代码中,我们定义了一个Person类,创建了一个List集合,并对其调用stream()方法创建Stream串行流。接着执行一个终端操作collect(),将Stream转换为Map集合,根据年龄分组。最终输出分组结果。

以上是Java 8 Stream流的介绍和使用方法。通过灵活应用Stream的中间操作和终端操作,我们可以快速完成很多集合相关的操作。

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