JAVA8新特性: Stream-集合流操作

Stream类全路径为:java.util.stream.Stream

Stream简介

Java 8 中的 Stream 是对(Collection)集合对象功能的增强,它专注于对集合对象进行各种非常便利、高效的聚合操作
或大批量数据操作。Stream API 借助于同样新出现的 Lambda 表达式,极大的提高编程效率和程序可读性。

Stream原理

这种编程风格将要处理的元素集合看作一种流,流在管道中传输,并且可以在管道的节点上进行处理,比如筛选,排序,聚合等。
元素流在管道中经过中间操作(intermediate operation)的处理,最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的
结果。

Stream优点

(1)速度更快
(2)代码更少(增加了新的语法Lambda表达式)
(3)强大的Stream API
(4)便于并行
(5)最大化减少了空指针异常Optional

Stream的操作三个步骤:

(1)创建Stream,一个数据源(如:集合、数组),获取一个流;
(2)中间操作,一个中间操作链,对数据源的数据进行处理;
(3)终止操作,一个终止操作,执行中间操作链,并产生结果。

集合有两种方式生成流:

stream() − 为集合创建串行流。

parallelStream() − 为集合创建并行流

-Stream的的中间操作(intermediate)和最终操作(terminal)都包含的方法:

1.中间操作(intermediate)主要有以下方法(此类型的方法返回的都是Stream对象):

方法名 说明
map 将对应的元素使用给定方法进行转换
mapToInt(mapToLong,mapToDouble) 将对应的元素使用给定方法进行转换(返回类型必须是 int,long,double)
flatMap 如果流的元素为数组或者Collection,flatMap就是将每个Object[]元素或Collection<Object>元素都转换为Object元素
filter 通过设置条件来过滤元素
distinct 集合中的元素去重
sorted 将集合中的元素排序
peek 生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream,同时会提供一个消费函数即引用的方法A,当Stream每个元素被消费的时候都会先执行新Stream给定的方法A。peek是中间操作,如果pee后没有最终操作,则peek不会执行
limit 返回Stream的前n个元素
skip 删除Stream的前n个元素

2.终端操作(terminal)主要有以下方法:

方法名 说明
forEach 遍历Stream中的每个元素
forEachOrdered 遍历Stream中的每个元素 区别: 在串行流(stream)中没有区别,在并行流(parallelStream)中如果数据源是有序集合,forEachOrdered输出顺序与数据源中顺序一致,forEach则是乱序。
toArray 将流转换为Object[]或者指定类型的数组
reduce 将集合中的每个元素聚合成一条数据
collect 将流转换成集合或聚合元素
min 获取集合中最小值
max 获取集合中最大值
count 获取集合中元素个数
anyMatch Stream 中任意一个元素符合传入的 predicate,返回 true
allMatch Stream 中全部元素符合传入的 predicate,返回 true
noneMatch Stream 中没有一个元素符合传入的 predicate,返回 true
findFirst 如果数据源是有序集合,返回Stream 中第一个元素的Optional对象,如果是无序集合,则返回Stream 中任意一个元素的Optional对象。
findAny 返回Stream 中任意一个元素的Optional对象。
iterator 返回一个无限元素的有序的Stream对象。
builder 返回一个Builder对象,Builder对象在调用build()返回Stream对象。
empty 返回一个空的有序的Stream对象。
of 返回包含单个元素的有序的Stream对象。
generate 返回一个无限元素的无序的的Stream对象。
concat 将两个Stream连接成一个Stream。

方法演示

中间操作(intermediate)

1.filter : 通过设置条件来过滤元素。

List<String> list = Arrays.asList("aaa","ddd","bbb","ccc","a2a","d2d","b2b","c2c","a3a","d3d","b3b","c3c");
list.stream().filter((s)->s.contains("a")).forEach(s -> System.out.println(s));

以上代码使用filter方法过滤出只包含”a”的元素,然后通过forEach将满足条件的元素遍历出来。输出如下:

aaa 
a2a 
a3a

2.map : 就是将对应的元素使用给定方法进行转换。

List<String> list = Arrays.asList("aaa","ddd","bbb","ccc","a2a","d2d","b2b","c2c","a3a","d3d","b3b","c3c");
list.stream().filter((s)->s.contains("a")).map((s)-> s + "---map").forEach(s -> System.out.println(s));

在filter的基础上,给每个元素后面添加字符串”—map”,输出如下:

aaa—map 
a2a—map 
a3a—map

3.flatMap:如果流的元素为数组或者Collection,flatMap就是将每个Object[]元素或Collection<Object>元素都转换为Object元素。

List<String[]> setList =  new ArrayList<>();
setList.add(new String[]{"aa","bb"});
setList.add(new String[]{"cc","dd"});
setList.add(new String[]{"ee","ff"});
//使用map方法
setList.stream().map(s->Arrays.stream(s)).forEach(s-> System.out.println("map==" + s));
//使用flatMap方法
setList.stream().flatMap(s->Arrays.stream(s)).forEach(s-> System.out.println("flatMap==" + s));

输出如下:

map==java.util.stream.ReferencePipeline&Head@50040f0c 
map==java.util.stream.ReferencePipeline&Head@2dda6444 
map==java.util.stream.ReferencePipeline&Head@5e9f23b4 
flatMap==aa 
flatMap==bb 
flatMap==cc 
flatMap==dd 
flatMap==ee 
flatMap==ff

map就是将数组流直接返回,flatMap是将数组流中的每个元素都返回。

4.distinct:将集合中的元素去重。

List<String> disList = Arrays.asList("aaa","ddd","bbb","ddd","aaa");
disList.stream().distinct().forEach(s-> System.out.println(s));

输出如下:

aaa 
ddd 
bbb

5.sorted:将集合中的元素排序。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(2,4,1,3);
integerList.stream().sorted().forEach(s-> System.out.println(s));

输出如下:

1 
2 
3 
4

可以按照自定义排序:

List<Integer> integerList = Arrays.asList(2,4,1,3);
integerList.stream().sorted((s1,s2)->s2.compareTo(s1)).forEach(s-> System.out.println(s));

输出如下:

4 
3 
2 
1

6.peek:生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream,同时会提供一个消费函数即引用的方法A,当Stream每个元素被消费的时候都会先
执行新Stream给定的方法A。peek是中间操作,如果peek后没有最终操作,则peek不会执行。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1,2,3,4);
integerList.stream().peek(s-> System.out.println("peek = "+s)).forEach(s-> System.out.println("forEach = "+s));

输出如下:

peek = 1 
forEach = 1 
peek = 2 
forEach = 2 
peek = 3 
forEach = 3 
peek = 4 
forEach = 4

7.limit:返回Stream的前n个元素。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1,2,3,4);
integerList.stream().limit(2).forEach(s-> System.out.println(s));

输出为:

1
2

8.skip:删除Stream的前n个元素。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1,2,3,4);
integerList.stream().skip(2).forEach(s-> System.out.println(s));

输出如下:

3 
4

终端操作(terminal)

1.forEach:遍历Stream中的每个元素,前面每个例子都有使用,此处不再演示。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1,2,3,4);
integerList.stream().skip(2).forEach(s-> System.out.println(s));

输出为:

1
2
3
4

2.forEachOrdered:遍历Stream中的每个元素。
区别: 在串行流(stream)中没有区别,在并行流(parallelStream)中如果数据源是有序集合,forEachOrdered输出顺序与数据源中顺序
一致,forEach则是乱序。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1,2,3,4);
integerList.parallelStream().forEachOrdered(s-> System.out.println(s));

输出(测试多次,每次都是这个结果,与integerList中的元素顺序一致):

1
2
3
4

3.toArray:将流转换为Object[]或者指定类型的数组。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1,2,3,4);
Object[] array = integerList.stream().toArray();
String[] strArr = integerList.stream().toArray(String[]::new);

Stream中的toArray普通情况下和集合中的toArray没什么区别,但是Stream中的toArray转换为指定类型的数组。

4.reduce:将集合中的每个元素聚合成一条数据。有三种情况:

reduce(BinaryOperator accumulator):此处需要一个参数,返回Optional对象:

Optional<Integer> reduce = integerList.stream().reduce((a, b) -> a + b);

reduce(T identity, BinaryOperator accumulator):此处需要两个参数,第一个参数为起始值,第二个参数为引用的方法。从起始值开始,
每个元素执行一次引用的方法(方法引用的中的两个参数:第一个参数为上个元素执行方法引用的结果,第二个参数为当前元素)。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(1,2,3,4);
int integer = integerList.stream().reduce(5,(a, b) -> a + b);
System.out.println(integer);

输出为:

15

此例中使用起始值为5,对集合中每个元素求和,可以理解为:5+1+2+3+4=15。

reduce:此处需要三个参数。此方法用在
并发流(parallelStream)中,启动多个子线程使用accumulator进行并行计算,最终使用combiner对子线程结果进行合并,返回identity类
型的数据。

5.collect:将流转换成集合或聚合元素。有两种情况。接受一个参数和接受三个参数(三个参数在并发流parallelStream中使用),此处介绍一个参数的情况,单个参数接受的参数类型为Collector,Collectors 类实现了很多归约操作

List<Integer> integerList = Arrays.asList(2,4,1,3);
List<Integer> integers = integerList.stream().filter(s -> s > 1).collect(Collectors.toList());
System.out.println(integers.toString());

此处统计集合中大于1的元素并最终返回list。输出如下:

[2, 4, 3]

6.min:获取集合中最小值。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(2,4,1,3);
Integer min = integerList.stream().min(Integer::compareTo).get();
System.out.println(min);

输出为:

1

7.max:获取集合中最大值。

List<Integer> integerList = Arrays.asList(2,4,1,3);
Integer max = integerList.stream().max(Integer::compareTo).get();
System.out.println(max);

8.count:获取集合中元素个数

List<Integer> integerList = Arrays.asList(2,4,1,3);
long count = integerList.stream().count();
System.out.println(count);

输出为:

4

---------------------------------------- ----- CJZ ------ ------------------------------------------

举例

设有一组用户信息(userInfo:包含 姓名(name) 性别(sex) 年龄(age)),将这些用户信息分成 男和女 存入Map(key:sex values:List<userInfo>)中.

准备数据

UserInfo实体类

class UserInfo {
    private String name;
    private String sex;
    private Integer age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "UserInfo{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", sex='" + sex + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}       

获取用户信息

public List<UserInfo> buildUserInfoList(){
    Random ra =new Random();
    List<UserInfo> userInfoList = new ArrayList<>();
    String first="赵钱孙李周吴郑王冯陈褚卫蒋沈韩杨朱秦尤许何吕施张孔";
    String boy="伟刚勇毅俊峰强军平保东文辉力明永健世广志义兴良海山仁";
    for (int i=0; i<10;i++){
        UserInfo userInfo = new UserInfo();
        int sum1 = ra.nextInt(first.length());
        int sum2 = ra.nextInt(boy.length());
        userInfo.setName(first.substring(sum1,sum1+1)+boy.substring(sum2,sum2+1));
        userInfo.setSex(sum1%2==0 ? "男":"女");
        userInfo.setAge(ra.nextInt(100));
        userInfoList.add(userInfo);
    }
    return userInfoList;
}

代码实现

普通实现方式

public void userInfoClassify(){
    List<UserInfo> userInfoList = buildUserInfoList();
    Map<String, List<UserInfo>> map = new HashMap();
    List<UserInfo> male =new ArrayList<>();
    List<UserInfo> female =new ArrayList<>();
    for (UserInfo userInfo:userInfoList){
        if("女".equals(userInfo.getSex())){
            female.add(userInfo);
        }else  ("男".equals(userInfo.getSex())){
            male.add(userInfo);
        }
    }
    map.put("男",male);
    map.put("女",female);    
}   

stream实现方式

public void userInfoClassifyStream() {
    List<UserInfo> userInfoList = buildUserInfoList();
    Map<String, List<UserInfo>> collect = userInfoList.stream().collect(Collectors.groupingBy(UserInfo::getSex));
}       

map 推荐遍历方式

for (Map.Entry<String, List<UserInfo>> entry : map.entrySet()) {
        System.out.println("key:"+entry.getKey()+",value:"+entry.getValue());
}
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