Java8新特性 Stream流

缺乏、安全感 2024-03-31 09:10 253阅读 0赞

Java 8 Stream 菜鸟教程

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。Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。Stream API可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。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（intermediate operation）的处理，最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的结果。

stream of elements —> filter—> sorted —> map —> collect

以上的流程转换为 Java 代码为：

  1. List<Integer> transactionsIds = 
  2. widgets.stream()
  3.              .filter(b -> b.getColor() == RED)
  4.              .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
  5.              .mapToInt(Widget::getWeight)
  6.              .sum();

1.什么是 Stream？

Stream（流） 是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作

元素是特定类型的对象，形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。
数据源 流的来源。 可以是集合，数组，I/O channel， 产生器generator 等。
聚合操作 类似SQL语句一样的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。
和以前的Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道， 如同流式风格（fluent style）。 这样做可以对操作进行优化， 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
内部迭代： 以前对集合遍历都是通过Iterator或者For-Each的方式, 显式的在集合外部进行迭代， 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式， 通过访问者模式(Visitor)实现。

生成流
在 Java 8 中, 集合接口有两个方法来生成流：

stream() − 为集合创建串行流。
parallelStream() − 为集合创建并行流。

  1. // 创建出一个数组
  2. List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
  3. //筛选为空的字符串
  4. List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());  //filtered = {"",""}

forEach

Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用 forEach 输出了10个随机数：

  1. Random random = new Random();
  2. random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map (类似于C#中的select)

map 方法用于映射每个元素到对应的结果，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数：

  1. List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
  2. // 获取对应的平方数
  3. List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
  5. //注意
  6.  List<Boolean> collect = rmsDMsegments.stream().map(p -> p.getMsegmentCode().contains(code)).collect(Collectors.toList());

filter (类似于C#中的where)

filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤出空字符串：

  1. // 创建出一个数组
  2. List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
  3. // 获取空字符串的数量
  4. long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

C#中的写法，约等于：

  1. long count = strings.Where(x=>x.isEmpty())

limit

limit 方法用于获取指定数量的流。 以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据：

  1. Random random = new Random();
  2. random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

sorted

sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序：

  1. Random random = new Random();
  2. random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
  4. //按pqi排序
  5.      lstKM.sort((a, b) -> {
  7.      Double d1 = a.getPQI();
  8.      Double d2 = b.getPQI();
  9.      return d1.compareTo(d2);
  10.   });

并行（parallel）程序

parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用 parallelStream 来输出空字符串的数量：

  1. List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
  2. // 获取空字符串的数量
  3. long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

我们可以很容易的在顺序运行和并行直接切换。

Collectors (类似于C#中的ToList()方法)

Collectors 类实现了很多归约操作，例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串：

  1. List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
  2. List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
  4. System.out.println("筛选列表: " + filtered);
  5. String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
  6. System.out.println("合并字符串: " + mergedString);

stream获取list中的某个元素集合:

  1. List<Integer> ages=studentList.stream().map(Student::getAge).collect(Collectors.toList());

foreach 给list集合中的某个属性赋值：

  1. lstCaAnalysis.forEach(param -> param.setMsegmentName(names.get(finalJ)));

统计

另外，一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上，它们可以用来产生类似如下的统计结果。

  1. List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
  3. IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
  5. System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
  6. System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
  7. System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
  8. System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());

Stream 完整实例

将以下代码放入 Java8Tester.java 文件中：

  1. Java8Tester.java 文件
  2. import java.util.ArrayList;
  3. import java.util.Arrays;
  4. import java.util.IntSummaryStatistics;
  5. import java.util.List;
  6. import java.util.Random;
  7. import java.util.stream.Collectors;
  8. import java.util.Map;
  10. public class Java8Tester {
  12.    public static void main(String args[]){
  14.       System.out.println("使用 Java 7: ");
  16.       // 计算空字符串
  17.       List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
  18.       System.out.println("列表: " +strings);
  19.       long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
  21.       System.out.println("空字符数量为: " + count);
  22.       count = getCountLength3UsingJava7(strings);
  24.       System.out.println("字符串长度为 3 的数量为: " + count);
  26.       // 删除空字符串
  27.       List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
  28.       System.out.println("筛选后的列表: " + filtered);
  30.       // 删除空字符串，并使用逗号把它们合并起来
  31.       String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", ");
  32.       System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
  33.       List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
  35.       // 获取列表元素平方数
  36.       List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
  37.       System.out.println("平方数列表: " + squaresList);
  38.       List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);
  40.       System.out.println("列表: " +integers);
  41.       System.out.println("列表中最大的数 : " + getMax(integers));
  42.       System.out.println("列表中最小的数 : " + getMin(integers));
  43.       System.out.println("所有数之和 : " + getSum(integers));
  44.       System.out.println("平均数 : " + getAverage(integers));
  45.       System.out.println("随机数: ");
  47.       // 输出10个随机数
  48.       Random random = new Random();
  50.       for(int i=0; i < 10; i++){
  52.          System.out.println(random.nextInt());
  53.       }
  55.       System.out.println("使用 Java 8: ");
  56.       System.out.println("列表: " +strings);
  58.       count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count();
  59.       System.out.println("空字符串数量为: " + count);
  61.       count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
  62.       System.out.println("字符串长度为 3 的数量为: " + count);
  64.       filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
  65.       System.out.println("筛选后的列表: " + filtered);
  67.       mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
  68.       System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
  70.       squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
  71.       System.out.println("Squares List: " + squaresList);
  72.       System.out.println("列表: " +integers);
  74.       IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
  76.       System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
  77.       System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
  78.       System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
  79.       System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());
  80.       System.out.println("随机数: ");
  82.       random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
  84.       // 并行处理
  85.       count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
  86.       System.out.println("空字符串的数量为: " + count);
  87.    }
  89.    private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){
  91.       int count = 0;
  93.       for(String string: strings){
  96.          if(string.isEmpty()){
  98.             count++;
  99.          }
  100.       }
  101.       return count;
  102.    }
  104.    private static int getCountLength3UsingJava7(List<String> strings){
  106.       int count = 0;
  108.       for(String string: strings){
  111.          if(string.length() == 3){
  113.             count++;
  114.          }
  115.       }
  116.       return count;
  117.    }
  119.    private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings){
  121.       List<String> filteredList = new ArrayList<String>();
  123.       for(String string: strings){
  126.          if(!string.isEmpty()){
  128.              filteredList.add(string);
  129.          }
  130.       }
  131.       return filteredList;
  132.    }
  134.    private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator){
  136.       StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
  138.       for(String string: strings){
  141.          if(!string.isEmpty()){
  143.             stringBuilder.append(string);
  144.             stringBuilder.append(separator);
  145.          }
  146.       }
  147.       String mergedString = stringBuilder.toString();
  148.       return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2);
  149.    }
  151.    private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers){
  153.       List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>();
  155.       for(Integer number: numbers){
  157.          Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue());
  159.          if(!squaresList.contains(square)){
  161.             squaresList.add(square);
  162.          }
  163.       }
  164.       return squaresList;
  165.    }
  167.    private static int getMax(List<Integer> numbers){
  169.       int max = numbers.get(0);
  171.       for(int i=1;i < numbers.size();i++){
  174.          Integer number = numbers.get(i);
  176.          if(number.intValue() > max){
  178.             max = number.intValue();
  179.          }
  180.       }
  181.       return max;
  182.    }
  184.    private static int getMin(List<Integer> numbers){
  186.       int min = numbers.get(0);
  188.       for(int i=1;i < numbers.size();i++){
  190.          Integer number = numbers.get(i);
  192.          if(number.intValue() < min){
  194.             min = number.intValue();
  195.          }
  196.       }
  197.       return min;
  198.    }
  200.    private static int getSum(List numbers){
  202.       int sum = (int)(numbers.get(0));
  204.       for(int i=1;i < numbers.size();i++){
  206.          sum += (int)numbers.get(i);
  207.       }
  208.       return sum;
  209.    }
  211.    private static int getAverage(List<Integer> numbers){
  213.       return getSum(numbers) / numbers.size();
  214.    }
  215. }

执行以上脚本，输出结果为：

$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
使用 Java 7:
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字符数量为: 2
字符串长度为 3 的数量为: 3
筛选后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
平方数列表: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的数 : 19
列表中最小的数 : 1
所有数之和 : 85
平均数 : 9
随机数:
-393170844
-963842252
447036679
-1043163142
-881079698
221586850
-1101570113
576190039
-1045184578
1647841045
使用 Java 8:
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字符串数量为: 2
字符串长度为 3 的数量为: 3
筛选后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的数 : 19
列表中最小的数 : 1
所有数之和 : 85
平均数 : 9.444444444444445
随机数:
-1743813696
-1301974944
-1299484995
-779981186
136544902
555792023
1243315896
1264920849
1472077135
1706423674
空字符串的数量为: 2

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