JDK1.8新特性（一）：stream

2023-12-18 11:36:39

一.什么是stream？

1.概述

Java 8 API添加了一个新的抽象称为流Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。

这种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的处理，最后由最终操作得到前面处理的结果。

简单描述一下大概是这样：

二. 举个例子？

现在有一个字符串集合，我们需要过滤掉集合里头长度小于2的字符串：

public static void main( String[] args ) {
    List<String> strings = Arrays.asList("ab", "", "bc", "cd", "abcd","", "jkl");
    List<String> stringList = new ArrayList<>();
    for (String str : strings){
        //如果长度大于2
        if (str.length() >= 2){
            //将字符串添加至新集合
            stringList.add(str);
        }
    }
    strings = stringList;
}

如果使用stream实现一模一样的效果：

public static void main( String[] args ) {
    List<String> strings = Arrays.asList("ab", "", "bc", "cd", "abcd","", "jkl");
    //通过stream操作集合
    strings = strings.stream()
        //去掉长度小于2的字符串
        .filter(s -> s.length() >= 2)
        //转回集合
        .collect(Collectors.toList());
}

可见，使用streamAPI可以轻松写出更高效，更简洁，可读性更强的代码

三. 如何使用stream？

简单的说，分两步：生成流，操作流

1. 生成流

Stream 的创建需要指定一个数据源，比如 java.util.Collection的子类，List或者Set，不支持Map

1.1 Collection接口的stream()或parallelStream()方法

//将Set或List集合直接转换为stream对象
List<Person> personList = new ArrayList<>();
Set<Person> set = new HashSet<>();

Stream<Person> personStream1 = personList.stream();//生成串行流
Stream<Person> personStream2 = set.parallelStream();//生成并行流

1.2 Stream.of()，Arrays.stream，Stream.empty()方法

String[] strArr = {"a","a","a","a","a","a"};

//Stream.empty()
Stream<Integer> integerStream = Stream.empty();

//Stream.of() （方法内部调用的还是Arrays.stream）
Stream<String> stringStream = Stream.of(strArr);

//Arrays.stream
Stream<String> stringStream2 = Arrays.stream(strArr);

1.3 Stream.concat()方法

//已有的对象
Stream<Integer> integerStream = Stream.empty();
Stream<String> stringStream = Stream.of(strArr);
Stream<String> stringStream2 = Arrays.stream(strArr);

//合并两个流
Stream conStream1 = Stream.concat(stringStream,integerStream);
Stream conStream2 = Stream.concat(stringStream,stringStream2);

1.4 静态的Files.lines(path)

File file = new File("D://test.txt");
Stream<String> lines = Files.lines(file);

2. 操作流

Stream 操作分为中间操作或者最终操作两种，最终操作返回一特定类型的计算结果，而中间操作返回Stream本身，可以在后头跟上其他中间操作

//接下来的示例代码基于此集合
List<String> strings = Arrays.asList("ab", "", "bc", "cd", "abcd","", "jkl");

2.1 filter(Predicate：将结果为false的元素过滤掉

//去掉长度小于2的字符串
strings = strings.stream()
    .filter(s -> s.length() >= 2)
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(strings);

//打印strings
[ab, bc, cd, abcd, jkl]

2.2 map(fun)：转换元素的值，可以引用方法或者直接用lambda表达式

strings = strings.stream()
    //为每个字符串加上“？？？”
    .map(s -> s += "？？？")
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(strings);

//打印strings
[ab？？？, ？？？, bc？？？, cd？？？, abcd？？？, ？？？, jkl？？？]

2.3 limit(n)：保留前n个元素

strings = strings.stream()
    //保留前3个
    .limit(3)
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(strings);

//打印strings
[ab, , bc]

2.4 skip(n)：跳过前n个元素

strings = strings.stream()
    //跳过前2个
    .skip(2)
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(strings);

//打印strings
[bc, cd, abcd, , jkl]

2.5 distinct()：剔除重复元素

strings = strings.stream()
    //过滤重复元素
    .distinct()
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(strings);

//打印strings(过滤掉了一个空字符串)
[ab, , bc, cd, abcd, jkl]

2.6 sorted()：通过Comparable对元素排序

strings = strings.stream()
    //按字符串长度排序
    .sorted(
        //比较字符串长度
        Comparator.comparing(s -> s.length())
    )
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(strings);

//打印strings(过滤掉了一个空字符串)
[, , ab, bc, cd, jkl, abcd]

2.7 peek(fun)：流不变，但会把每个元素传入fun执行，可以用作调试

strings = strings.stream()
    //为字符串增加“？？？”
    .peek(s -> s += "???")
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(strings);

//打印strings，和map对比，实际并没有改变集合
[ab, , bc, cd, abcd, , jkl]

2.8 flatMap(fun)：若元素是流，将流摊平为正常元素，再进行元素转换

//将具有多重嵌套结构的集合扁平化

//获取一个两重集合
List<String> strings = Arrays.asList("ab", "", "bc", "cd", "abcd","", "jkl");
List<String> strings2 = Arrays.asList("asd", "", "bzxasdc", "cddsdsd", "adsdsg","", "jvcbl");
List<List<String>> lists = new ArrayList<>();
lists.add(strings);
lists.add(strings2);

//获取将两重集合压成一层
List<String> stringList = lists.stream()
    //将两重集合的子元素，即集合strings和strings2转成流再平摊
    .flatMap(Collection::stream)
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(stringList);

//打印stringList
[ab, , bc, cd, abcd, , jkl, asd, , bzxasdc, cddsdsd, adsdsg, , jvcbl]

2.9 anyMatch(fun)，allMatch(fun)：判断流中的元素是否匹配【最终操作】

//allMatch
Boolean isAllMatch = strings.stream()
    //判断元素中是否有匹配“ab”的字符串，返回true或fals
    //判断元素中的字符串是否都与“ab”匹配，返回true或fals
    .allMatch(str -> str.equals("ab"));

System.out.println(isMatch);

//anyMatch
Boolean isAnyMatch = strings.stream()
    //判断元素中是否有匹配“ab”的字符串，返回true或fals
    .anyMatch(str -> str.equals("ab"));

System.out.println("isAnyMatch：" + isAnyMatch);
System.out.println("isAllMatch：" + isAllMatch);

//打印结果
isAnyMatch：true
isAllMatch：false

2.10 forEach(fun)：迭代流中的每个数据【最终操作】

strings.stream()
    //遍历每一个元素
    .forEach(s -> System.out.print(s + "; "));

2.11 collect()：返回结果集【最终操作】

strings = strings.stream()
    //返回集合
    .collect(Collectors.toList());

四. 使用IntSummaryStatistics类处理数据

1. IntSummaryStatistics类

IntSummaryStatistics类，在 java8中配合Stream使用，是用于收集统计信息（例如计数，最小值，最大值，总和和*平均值）的状态对象。

这个类长这样：

public class IntSummaryStatistics implements IntConsumer {
    private long count;
    private long sum;
    private int min = Integer.MAX_VALUE;
    private int max = Integer.MIN_VALUE;
    
    public IntSummaryStatistics() { }

    @Override
    public void accept(int value) {
        ++count;
        sum += value;
        min = Math.min(min, value);
        max = Math.max(max, value);
    }

    public void combine(IntSummaryStatistics other) {
        count += other.count;
        sum += other.sum;
        min = Math.min(min, other.min);
        max = Math.max(max, other.max);
    }

    public final long getCount() {
        return count;
    }


    public final long getSum() {
        return sum;
    }

    public final int getMin() {
        return min;
    }

    public final int getMax() {
        return max;
    }

    public final double getAverage() {
        return getCount() > 0 ? (double) getSum() / getCount() : 0.0d;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format(
            "%s{count=%d, sum=%d, min=%d, average=%f, max=%d}",
            this.getClass().getSimpleName(),
            getCount(),
            getSum(),
            getMin(),
            getAverage(),
            getMax());
    }
}

2.使用

这个类的理解起来很简单，内部有这几个方法：

2.1 获取总条数：getCount()，

2.2 获取和：getSum()，

2.3 获取最小值：getMin()，

2.4 获取最大值：getMax()，

2.5 获取平均值：getAverage()

示例如下：

public static void main( String[] args ) {
    List<Integer> integerList = Arrays.asList(3, 4, 22, 31, 75, 32, 54);

    IntSummaryStatistics sta = integerList
        .stream()
        //将元素映射为对应的数据类型（int,double,long）
        .mapToInt(i -> i)
        //转换为summaryStatistics类
        .summaryStatistics();

    System.out.println("总共有 : "+ sta.getCount());
    System.out.println("列表中最大的数 : " + sta.getMax());
    System.out.println("列表中最小的数 : " + sta.getMin());
    System.out.println("所有数之和 : " + sta.getSum());
    System.out.println("平均数 : " + sta.getAverage());
}

//打印结果
总共有 : 7
列表中最大的数 : 75
列表中最小的数 : 3
所有数之和 : 221
平均数 : 31.571428571428573

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