Java8新特性 Stream流

缺乏、安全感 2024-03-31 09:10 98阅读 0赞

[Java 8 Stream 菜鸟教程][Java 8 Stream]

> 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。

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

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以上的流程转换为 Java 代码为：

List<Integer> transactionsIds = 
    widgets.stream()
                 .filter(b -> b.getColor() == RED)
                 .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
                 .mapToInt(Widget::getWeight)
                 .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。

// 创建出一个数组
    List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
    //筛选为空的字符串
    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：

Random random = new Random();
    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：

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

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

C\#中的写法，约等于：

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：

Random random = new Random();
    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：

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

//按pqi排序
    	 lstKM.sort((a, b) -> {
        
    	 Double d1 = a.getPQI();
    	 Double d2 = b.getPQI();
    	 return d1.compareTo(d2);
      });

#### 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：

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
    // 获取空字符串的数量
    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：

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

#### stream获取list中的某个元素集合: ####

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

#### foreach 给list集合中的某个属性赋值： ####

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。

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

Java8Tester.java 文件
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.IntSummaryStatistics;
    import java.util.List;
    import java.util.Random;
    import java.util.stream.Collectors;
    import java.util.Map;
     
    public class Java8Tester {
        
       public static void main(String args[]){
        
          System.out.println("使用 Java 7: ");
            
          // 计算空字符串
          List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
          System.out.println("列表: " +strings);
          long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
            
          System.out.println("空字符数量为: " + count);
          count = getCountLength3UsingJava7(strings);
            
          System.out.println("字符串长度为 3 的数量为: " + count);
            
          // 删除空字符串
          List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
          System.out.println("筛选后的列表: " + filtered);
            
          // 删除空字符串，并使用逗号把它们合并起来
          String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", ");
          System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
          List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
            
          // 获取列表元素平方数
          List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
          System.out.println("平方数列表: " + squaresList);
          List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);
            
          System.out.println("列表: " +integers);
          System.out.println("列表中最大的数 : " + getMax(integers));
          System.out.println("列表中最小的数 : " + getMin(integers));
          System.out.println("所有数之和 : " + getSum(integers));
          System.out.println("平均数 : " + getAverage(integers));
          System.out.println("随机数: ");
            
          // 输出10个随机数
          Random random = new Random();
            
          for(int i=0; i < 10; i++){
        
             System.out.println(random.nextInt());
          }
            
          System.out.println("使用 Java 8: ");
          System.out.println("列表: " +strings);
            
          count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count();
          System.out.println("空字符串数量为: " + count);
            
          count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
          System.out.println("字符串长度为 3 的数量为: " + count);
            
          filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
          System.out.println("筛选后的列表: " + filtered);
            
          mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
          System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
            
          squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
          System.out.println("Squares List: " + squaresList);
          System.out.println("列表: " +integers);
            
          IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
            
          System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
          System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
          System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
          System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());
          System.out.println("随机数: ");
            
          random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
            
          // 并行处理
          count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
          System.out.println("空字符串的数量为: " + count);
       }
        
       private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){
        
          int count = 0;
            
          for(String string: strings){
        
            
             if(string.isEmpty()){
        
                count++;
             }
          }
          return count;
       }
        
       private static int getCountLength3UsingJava7(List<String> strings){
        
          int count = 0;
            
          for(String string: strings){
        
            
             if(string.length() == 3){
        
                count++;
             }
          }
          return count;
       }
        
       private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings){
        
          List<String> filteredList = new ArrayList<String>();
            
          for(String string: strings){
        
            
             if(!string.isEmpty()){
        
                 filteredList.add(string);
             }
          }
          return filteredList;
       }
        
       private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator){
        
          StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
            
          for(String string: strings){
        
            
             if(!string.isEmpty()){
        
                stringBuilder.append(string);
                stringBuilder.append(separator);
             }
          }
          String mergedString = stringBuilder.toString();
          return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2);
       }
        
       private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers){
        
          List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>();
            
          for(Integer number: numbers){
        
             Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue());
                
             if(!squaresList.contains(square)){
        
                squaresList.add(square);
             }
          }
          return squaresList;
       }
        
       private static int getMax(List<Integer> numbers){
        
          int max = numbers.get(0);
            
          for(int i=1;i < numbers.size();i++){
        
            
             Integer number = numbers.get(i);
                
             if(number.intValue() > max){
        
                max = number.intValue();
             }
          }
          return max;
       }
        
       private static int getMin(List<Integer> numbers){
        
          int min = numbers.get(0);
            
          for(int i=1;i < numbers.size();i++){
        
             Integer number = numbers.get(i);
            
             if(number.intValue() < min){
        
                min = number.intValue();
             }
          }
          return min;
       }
        
       private static int getSum(List numbers){
        
          int sum = (int)(numbers.get(0));
            
          for(int i=1;i < numbers.size();i++){
        
             sum += (int)numbers.get(i);
          }
          return sum;
       }
        
       private static int getAverage(List<Integer> numbers){
        
          return getSum(numbers) / numbers.size();
       }
    }

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

[Java 8 Stream]: https://www.runoob.com/java/java8-streams.html