Java 函数式编程--流操作

2023-08-03 17:30:22

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外部迭代到内部迭代

在使用集合类时，通用的方式是在使用 for 循环集合上进行迭代，然后处理每一个元素。比如计算集合中来自上海的用户：

int count = 0;
for (User user : allUsers) {
    if (user.isFrom("Shanghai")) {
        count++;
    }
}

以上代码为外部迭代，这样的方式要写很多样板代码。

另一种方式是内部迭代：

long count = allUsers.stream()
                     .filter(user -> user.isFrom("Shanghai"))
                     .count();

整个过程变成了函数调用，且被分解为两个简单的操作：

找出所有来自上海的用户。
计算他们的数量。

每种操作都对应 Stream 接口的一个方法。为了找出来自上海的用户，需要对 Stream 对象进行过滤：filter() 方法，该方法接受一个 lambda 表达式，最后由 count() 方法计算给定的 Stream 中包含多少对象。

只调用 filter() 方法并不会做任何操作：

allUsers.stream()
        .filter(user -> {
            out.println(user.name);
            return user.isFrom("Shanghai")
        });

以上代码不会产生任何输出，只有最后调用了 count() 方法，才能看到输出。filter 方法返回的是一个 Stream 对象，这个过程和建造者模式相似。

建造者模式通过一系列的操作设置属性，只有最后调用了 build() 方法对象才会被创建。在这里 filter() 方法只是传递了一个 lambda 表达式，只有在 count() 方法被调用时才会去执行它。

常用的流操作

filter

filter() 方法在上一部分已经出现过，它使用给定的 lambda 表达式检查流中的元素，并过滤出符合条件的元素。

List<User> usersFromShanghai = allUsers.stream()
                // 过滤出来自上海的用户
                .filter(user -> user.isFrom("Shanghai"))
                .collect(Collectors.toList());

filter() 方法的参数是 Predicate 接口：

collect

该方法接受一个 Collector 类型的函数式接口。可以结合 Collectors 提供的方法来完成操作。

将所有来自上海的用户存入一个列表中：

List<User> usersFromShanghai = allUsers.stream()
                .filter(user -> user.isFrom("Shanghai"))
                .collect(Collectors.toList());

统计每个地区用户的数量，这个操作与 SQL 中的 group by 类似。：

Map<String, Long> userMap = allUsers.stream()
            // 以 User 的 location 进行分组，对每个分组计数
            .collect(Collectors.groupingBy(User::getLocation, Collectors.counting()));

collect() 方法还可以完成很多操作，以上只是其中一种。

map

map() 可以将一个流中的值转换为一个新的流。

将一个字符串列表全部转为大写：

List<String> list = Stream.of("a", "b", "c")
                          // 将每个字符串转换成大写
                          .map(str -> str.toUpperCase())
                          // 转换为列表
                          .collect(Collectors.toList());

这里传给 map() 的 lambda 表达式接受一个 String 类型的参数，返回一个新的 String。参数和返回值可以不属于同一种类型。

map() 方法的参数是 Function 函数式接口：

flatMap

flatMap() 将一个流中每一个值都转换为 Stream 对象。

可以使用该方法将多个列表合并：

List<Integer> together = Stream.of(Arrays.asList(1, 2, 3), Arrays.asList(4, 5, 6))
                               // 将每个列表都转换成 Stream
                               .flatMap(numbers -> numbers.stream())
                               // 转换成列表
                               .collect(Collectors.toList());

flatMap() 方法的参数也是 Function 接口，唯一的区别在于返回值限定为 Stream 类型。

reduce

reduce() 方法可以实现从一组值中生成一个值。

对一个列表进行求和：

int sum = Stream.of(1, 2, 3, 4)
                .reduce(0, (acc, e) -> acc + e);

对一个列表求阶乘：

int sum = together.stream()
                  .reduce(1, (acc, e) -> acc * e);

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