注意:Stream和IO流(InputStream/OutputStream)没有任何关系,请暂时忘记对传统IO流的固有印象
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 class Demo10ForEach {
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);
}
}
}
这是一段非常简单的集合遍历操作:对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。
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”
为什么使用循环?因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗?遍历是指每一个元素逐一进行处理,而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的,后者是方式。
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之前的做法可能为:
这段代码中含有三个循环,每一个作用不同:
- 首先筛选所有姓张的人;
- 然后筛选名字有三个字的人;
- 最后进行对结果进行打印输出。
public class Demo11NormalFilter {
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);
}
}
}
每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么?不是。循环是做事情的方式,而不是目的。另一方面,使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历,只能再使用另一个循环从头开始。
那,Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢?
Stream的更优写法
下面来看一下借助Java 8的Stream API,什么才叫优雅:
public class Demo12StreamFilter {
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.stream()
.filter(s -> s.startsWith("张"))
.filter(s -> s.length() == 3)
.forEach(s -> System.out.println(s));
}
}
直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义:获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历,我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。
获取流方式
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。
方式1 : 根据Collection获取流
首先,java.util.Collection
接口中加入了default方法stream
用来获取流,所以其所有实现类均可获取流。
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
/*
获取Stream流的方式
1.Collection中 方法
Stream stream()
2.Stream接口 中静态方法
of(T...t) 向Stream中添加多个数据
*/
public class Demo13GetStream {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
// ...
Stream<String> stream1 = list.stream();
Set<String> set = new HashSet<>();
// ...
Stream<String> stream2 = set.stream();
}
}
方式2: 根据数组获取流
如果使用的不是集合或映射而是数组,由于数组对象不可能添加默认方法,所以Stream
接口中提供了静态方法of
,使用很简单:
import java.util.stream.Stream;
public class Demo14GetStream {
public static void main(String[] args) {
String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" };
Stream<String> stream = Stream.of(array);
}
}
备注:
of
方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。
常用方法
流模型的操作很丰富,这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种:
- 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。 - 非终结方法: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,其余方法均为非终结方法。)
备注:本小节之外的更多方法,请自行参考API文档。
forEach : 逐一处理
虽然方法名字叫forEach
,但是与for循环中的“for-each”昵称不同,该方法并不保证元素的逐一消费动作在流中是被有序执行的。
void forEach(Consumer<? super T> action);
该方法接收一个Consumer
接口函数,会将每一个流元素交给该函数进行处理。例如:
import java.util.stream.Stream;
public class Demo15StreamForEach {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> stream = Stream.of("大娃","二娃","三娃","四娃","五娃","六娃","七娃","爷爷","蛇精","蝎子精");
//Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
stream.forEach((String str)->{System.out.println(str);});
}
}
在这里,lambda表达式(String str)->{System.out.println(str);}
就是一个Consumer函数式接口的示例。
filter:过滤
可以通过filter
方法将一个流转换成另一个子集流。方法声明:
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
该接口接收一个Predicate
函数式接口参数(可以是一个Lambda)作为筛选条件。
基本使用
Stream流中的filter
方法基本使用的代码如:
public class Demo16StreamFilter {
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((String s) -> {return s.startsWith("张");});
}
}
在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件:必须姓张。
count:统计个数
正如旧集合Collection
当中的size
方法一样,流提供count
方法来数一数其中的元素个数:
long count();
该方法返回一个long值代表元素个数(不再像旧集合那样是int值)。基本使用:
public class Demo17StreamCount {
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
}
}
limit:取用前几个limit
方法可以对流进行截取,只取用前n个。方法签名:
Stream<T> limit(long maxSize):获取Stream流对象中的前n个元素,返回一个新的Stream流对象
参数是一个long型,如果集合当前长度大于参数则进行截取;否则不进行操作。
基本使用:
import java.util.stream.Stream;
public class Demo18StreamLimit {
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
}
}
skip:跳过前几个
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:
Stream<T> skip(long n): 跳过Stream流对象中的前n个元素,返回一个新的Stream流对象
如果流的当前长度大于n,则跳过前n个;否则将会得到一个长度为0的空流。
基本使用:
import java.util.stream.Stream;
public class Demo19StreamSkip {
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
}
}
concat:组合
如果有两个流,希望合并成为一个流,那么可以使用Stream
接口的静态方法concat
:
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b): 把参数列表中的两个Stream流对象a和b,合并成一个新的Stream流对象
备注:这是一个静态方法,与
java.lang.String
当中的concat
方法是不同的。
该方法的基本使用代码如:
import java.util.stream.Stream;
public class Demo20StreamConcat {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌");
Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山");
Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
}
}
distinct:去重
如果需要去除重复数据,可以使用 distinct方法。方法签名:
Stream<T> distinct()
基本使用:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Stream.of(22, 33, 22, 11, 33)
.distinct()
.forEach(s-> System.out.println(s));
}
}
map:映射
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。方法签名:
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
该接口需要一个 Function函数式接口参数,可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。
基本使用:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> original = Stream.of("11", "22", "33");
Stream<Integer> result = original.map(Integer::parseInt);
result.forEach(s -> System.out.println(s + 10));
}
}
练习
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;
- 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
- 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
- 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
- 将两个队伍合并为一个队伍;
- 打印整个队伍的姓名信息。
两个队伍(集合)的代码如下:
public class Demo21ArrayListNames {
public static void main(String[] args) {
List<String> one = new ArrayList<>();
one.add("迪丽热巴");
one.add("宋远桥");
one.add("苏星河");
one.add("老子");
one.add("庄子");
one.add("孙子");
one.add("洪七公");
List<String> two = new ArrayList<>();
two.add("古力娜扎");
two.add("张无忌");
two.add("张三丰");
two.add("赵丽颖");
two.add("张二狗");
two.add("张天爱");
two.add("张三");
// ....
}
}
传统方式
使用for循环 , 示例代码:
public class Demo22ArrayListNames {
public static void main(String[] args) {
List<String> one = new ArrayList<>();
// ...
List<String> two = new ArrayList<>();
// ...
// 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
List<String> oneA = new ArrayList<>();
for (String name : one) {
if (name.length() == 3) {
oneA.add(name);
}
}
// 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
List<String> oneB = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 3; i++) {
oneB.add(oneA.get(i));
}
// 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
List<String> twoA = new ArrayList<>();
for (String name : two) {
if (name.startsWith("张")) {
twoA.add(name);
}
}
// 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
List<String> twoB = new ArrayList<>();
for (int i = 2; i < twoA.size(); i++) {
twoB.add(twoA.get(i));
}
// 将两个队伍合并为一个队伍;
List<String> totalNames = new ArrayList<>();
totalNames.addAll(oneB);
totalNames.addAll(twoB);
// 打印整个队伍的姓名信息。
for (String name : totalNames) {
System.out.println(name);
}
}
}
运行结果为:
宋远桥
苏星河
洪七公
张二狗
张天爱
张三
Stream方式
等效的Stream流式处理代码为:
public class Demo23StreamNames {
public static void main(String[] args) {
List<String> one = new ArrayList<>();
// ...
List<String> two = new ArrayList<>();
// ...
// 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
// 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
Stream<String> streamOne = one.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3);
// 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
// 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
Stream<String> streamTwo = two.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).skip(2);
// 将两个队伍合并为一个队伍;
// 根据姓名创建Person对象;
// 打印整个队伍的Person对象信息。
Stream.concat(streamOne, streamTwo).forEach(s->System.out.println(s));
}
}
运行效果完全一样:
宋远桥
苏星河
洪七公
张二狗
张天爱
张三
函数拼接与终结方法
在上述介绍的各种方法中,凡是返回值仍然为Stream
接口的为函数拼接方法,它们支持链式调用;而返回值不再为Stream
接口的为终结方法,不再支持链式调用。如下表所示:
方法名 | 方法作用 | 方法种类 | 是否支持链式调用 |
---|---|---|---|
count | 统计个数 | 终结 | 否 |
forEach | 逐一处理 | 终结 | 否 |
filter | 过滤 | 函数拼接 | 是 |
limit | 取用前几个 | 函数拼接 | 是 |
skip | 跳过前几个 | 函数拼接 | 是 |
concat | 组合 | 函数拼接 | 是 |
Stream流中的结果到集合中
Stream流提供 collect方法,其参数需要一个 java.util.stream.Collector<T,A, R>接口对象来指定收集到哪 种集合中。java.util.stream.Collectors 类提供一些方法,可以作为 Collector`接口的实例:
- public static
Collector<T, ?, List > toList():转换为 List集合。 - public static
Collector<T, ?, Set > toSet():转换为 Set集合。
下面是这两个方法的基本使用代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> stream = Stream.of("aa", "bb", "cc");
//转换为list集合
List<String> list = stream.collect(Collectors.toList());
//转换为set集合
Set<String> set = stream.collect(Collectors.toSet());
//转换为ArrayList集合
ArrayList<String> arrayList = stream.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
//转换为HashSet集合
HashSet<String> hashSet = stream.collect(Collectors.toCollection(HashSet::new));
}
}
Stream流中的结果到数组中
Stream提供 toArray方法来将结果放到一个数组中,返回值类型是Object[]的:
Object[] toArray();
其使用场景如:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> stream = Stream.of("aa", "bb", "cc");
Object[] objects = stream.toArray();
System.out.println(Arrays.toString(objects));
String[] strings = stream.toArray(String[]::new);
System.out.println(Arrays.toString(strings));
}
}
原文链接:https://www.cnblogs.com/paopaoT/p/17341974.html
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