JDK1.8 Java8 Stream流认知以及常见使用

╰半橙微兮° 2021-10-03 02:46 252阅读 0赞

注意前提条件: **环境一定是JDK1.8**

现在大部分都是1.8的环境，同样也要学习、使用、对其认知，可以使我们开发效率提高，不至于别人请教的时候不清楚。

/**
     * @ClassName User
     * @Description 用户
     * @Author QiMing
     * @Date 2021/3/27 8:46
     * @Version 1.0
     */
    @Data
    public class User {
    
        private long id;
    
        /**
         * 名字
         */
        private String name;
    
        /**
         * 年龄
         */
        private int age;
    
        /**
         * 邮箱
         */
        private String email;
    
        /**
         * 爱好
         */
        private String hobby;
    
        public User(){
            super();
        }
    
        public User(long id, String name, int age, String email, String hobby) {
            this.id = id;
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.email = email;
            this.hobby = hobby;
        }
    }

/**
         * @Title: main
         * @Description: // 测试使用Stream
         * @Param: [args]
         * @Return: void
         * @Date: 2021/3/27 9:00
         * @Author: QiMing
         */
        public static void main(String[] args) {
            List<User> users = Lists.newArrayList();
            users.add(new User(1, "大宝", 26, "1234@qq.com", "插花"));
            users.add(new User(2, "二宝", 24, "2345@qq.com", "茶艺"));
            users.add(new User(3, "三宝", 24, "3456@qq.com", "学习"));
            users.add(new User(4, "四宝", 20, "4567@qq.com", "旅行"));
            users.add(new User(5, "五宝", 18, "5678@qq.com", "健身"));
            users.add(new User(6, "小宝", 5, "6789@qq.com", "画画"));
            users.add(new User(7, "baby", 18, "7890@qq.com", "美妆"));
    
    
            users.stream().forEach((User u) -> {
                // 年龄等于18的 email 设置空
                if (18 == u.getAge()) {
                    u.setEmail(null);
                }
            });
            // Lambda 遍历
            users.forEach((User u) -> {
                System.out.println(u);
            });
    
            System.out.println("双冒号格式");
            users.forEach(System.out::println);
            /**
             * 执行结果:
             * 双冒号格式
             * User(id=1, name=大宝, age=26, email=1234@qq.com, hobby=插花)
             * User(id=2, name=二宝, age=24, email=2345@qq.com, hobby=茶艺)
             * User(id=3, name=三宝, age=24, email=3456@qq.com, hobby=学习)
             * User(id=4, name=四宝, age=20, email=4567@qq.com, hobby=旅行)
             * User(id=5, name=五宝, age=18, email=null, hobby=健身)
             * User(id=6, name=小宝, age=5, email=6789@qq.com, hobby=画画)
             * User(id=7, name=baby, age=18, email=null, hobby=美妆)
             */
    
            // Lambda 简化了代码，但减少了代码的可读性
    
            /**
             * Stream
             * 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可以极大提高我们的效率，开发过程中写出高效率、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。
             *
             * 特性:
             * 1.不是数据结构:它没有内部存储，它只是用操作管道从source(数据结构、数组、generator function、IO channel)抓取数据。
             * 它也绝不修改自己所封装的底层数据结构。例如 Stream的filter 操作产生一个不包含被过滤元素的新Stream，而不是source删除那些元素。
             * 2.不支持索引访问：但是很容易生成数组或者 List 。
             * 3.惰性化：很多 Stream 操作是向后延迟的，一直到它弄清楚了最后需要多少数据才会开始。Intermediate 操作永远是惰性化的。
             * 4.并行能力。当一个 Stream 是并行化的，就不需要再写多线程代码，所有对它的操作会自动并行进行的。
             * 5.可以是无限的：集合有固定大小，Stream 则不必。limit(n) 和 findFirst() 这类的 short-circuiting 操作可以对无限的 Stream 进行运算并很快完成。
             *
             * 注意:所有Stream 的操作必须以lambda 表达式为参数。
             *
             * Stream 流操作类型:
             * 1.ntermediate：一个流可以后面跟随零个或多个 intermediate 操作。
             * 其目的主要是打开流，做出某种程度的数据映射/过滤，然后返回一个新的流，交给下一个操作使用。这类操作都是惰性化的（lazy），就是说，仅仅调用到这类方法，并没有真正开始流的遍历。
             * 2.Terminal：一个流只能有一个 terminal 操作，当这个操作执行后，流就被使用“光”了，无法再被操作。
             * 所以这必定是流的最后一个操作。Terminal操作的执行，才会真正开始流的遍历，并且会生成一个结果，或者一个 side effect。
             */
    
            /**
             * Stream 过滤示例
             * 在没使用Stream之前 我们一般采用 for 循环过滤，处理数据繁琐
             */
    
            System.out.println("未过滤的数据   ---" + users);
            // 执行结果: 未过滤的数据   ---[User(id=1, name=大宝, age=26, email=1234@qq.com, hobby=插花), User(id=2, name=二宝, age=24, email=2345@qq.com, hobby=茶艺), User(id=3, name=三宝, age=24, email=3456@qq.com, hobby=学习), User(id=4, name=四宝, age=20, email=4567@qq.com, hobby=旅行), User(id=5, name=五宝, age=18, email=null, hobby=健身), User(id=6, name=小宝, age=5, email=6789@qq.com, hobby=画画), User(id=7, name=baby, age=18, email=null, hobby=美妆)]
    
            // for循环过滤
            List<User> list = Lists.newArrayList();
            for (User user : users) {
                if (24 != user.getAge()) {
                    list.add(user);
                }
            }
            System.out.println("for过滤之后的数据   ---" + list);
            // 执行结果: for过滤之后的数据   ---[User(id=1, name=大宝, age=26, email=1234@qq.com, hobby=插花), User(id=4, name=四宝, age=20, email=4567@qq.com, hobby=旅行), User(id=5, name=五宝, age=18, email=null, hobby=健身), User(id=6, name=小宝, age=5, email=6789@qq.com, hobby=画画), User(id=7, name=baby, age=18, email=null, hobby=美妆)]
    
            // Stream 方式
            List<User> collect = users.stream().filter((User u) ->
                    (24 != u.getAge())).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("Stream 过滤后的数据  ---" + collect);
            // 执行结果: Stream 过滤后的数据  ---[User(id=1, name=大宝, age=26, email=1234@qq.com, hobby=插花), User(id=4, name=四宝, age=20, email=4567@qq.com, hobby=旅行), User(id=5, name=五宝, age=18, email=null, hobby=健身), User(id=6, name=小宝, age=5, email=6789@qq.com, hobby=画画), User(id=7, name=baby, age=18, email=null, hobby=美妆)]
    
    
            /**
             * Stream 流之间的转换
             * 注意一个Stream流只可以使用一次，这段代码为了简洁而重复使用了数次，
             * 因此会抛出 stream has already been operated upon or closed 异常。
             */
            try {
                Stream stream = Stream.of("say", "hello", "world");
                // 转换数组
                Object[] objects = stream.toArray(String[]::new);
    
                // 转换成 Collection
                List list1 = (List) stream.collect(Collectors.toList());
                List list2 = (List) stream.collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
                Set set = (Set) stream.collect(Collectors.toSet());
    
                // 转换成String
                String toString = stream.collect(Collectors.joining()).toString();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            /**
             * Stream 流的map使用
             */
            // 转换大写
            List<String> stringList = Arrays.asList("java", "php", "vue");
            System.out.println("stringList转换之前" + stringList);
            // 执行结果: stringList转换之前[java, php, vue]
    
            List<String> stringList1 = stringList.stream().map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("stringList转换之后" + stringList1);
            // 执行结果: stringList转换之后[JAVA, PHP, VUE]
    
            // 转换数据类型
            List<String> stringList2 = Arrays.asList("1", "2", "3");
            System.out.println("转换之前的数据:" + stringList2);
            // 执行结果: 转换之后的数据:[1, 2, 3]
            List<Integer> integerList = stringList2.stream().map(Integer::valueOf).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("转换之后的数据:" + integerList);
            // 执行结果: 转换之后的数据:[1, 2, 3]
    
            // 获取平方
            List<Integer> squares = Arrays.asList(new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5});
            List<Integer> squareList = squares.stream().map(n -> (n * n)).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("平方的数据:" + squareList);
            /**
             * 执行结果:平方的数据:[1, 4, 9, 16, 25]
             */
    
            /**
             * Stream流的filter使用
             * filter方法用于通过设置的条件过滤出元素。
             * 通过与 findAny 得到 if/else 的值
             */
            List<String> names = Arrays.asList("张三", "李四", "王二", "麻子");
            String filter1 = names.stream().filter(str -> "李四".equals(str)).findAny().orElse("找不到!");
            String filter2 = names.stream().filter(str -> "baby".equals(str)).findAny().orElse("找不到!");
    
            System.out.println("stream 过滤之后 1:" + filter1);
            System.out.println("stream 过滤之后 2:" + filter2);
            /**
             * 执行结果:
             * stream 过滤之后 1:李四
             * stream 过滤之后 2:找不到!
             */
    
            // 年龄不等于24的年龄总和
            int sum = users.stream().filter((User u) -> 24 != u.getAge()).mapToInt(u -> u.getAge()).sum();
            System.out.println("年龄不等于24的年龄总和" + sum);
            // 执行结果: 年龄不等于24的年龄总和87
    
            /**
             * Stream流的flatMap使用
             * flatMap 方法用于映射每个元素到对应的结果，一对多。
             * 从句子中得到单词
             */
            String words = "You look perfect";
            List<String> wordsList = Lists.newArrayList();
            wordsList.add(words);
    
            List<String> collect1 = wordsList.stream().flatMap(str -> Stream.of(str.split(" "))).filter(word -> word.length() > 0).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("单词: ");
            collect1.forEach(System.out::println);
            /**
             * 执行结果:
             * You
             * look
             * perfect
             */
    
            /**
             * Stream流的limit使用
             * limit 方法用于获取指定数量的流。
             * 获取前n条数的数据
             */
            Random rd = new Random();
            System.out.println("取到的前四条数据:");
            rd.ints().limit(4).forEach(System.out::println);
            /**
             * 执行结果:
             * 240251717
             * -119437735
             * 786951197
             * -966403468
             */
    
            // 结合skip使用得到需要的数据
            // skip表示的是扔掉前n个元素
            // 取前3条数据，但是扔掉了前面的2条，可以理解为拿到的数据为 2<=i<3 (i 是数值下标)
            List<String> stringList3 = users.stream().map(User::getName).limit(3).skip(2).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("截取之后的数据:" + stringList3);
            // 执行结果: 截取之后的数据:[三宝]
    
            /**
             * Stream流的sort使用
             * sorted方法用于对流进行升序排序。
             * 随机取值排序
             */
            rd.ints().limit(3).sorted().forEach(System.out::println);
            /**
             *  执行结果:
             * -818868489
             * -634087012
             * -464860067
             */
    
            // tips:先获取在排序效率会更高!
            // 普通排序
            List<User> collect2 = users.stream().sorted((u1, u2) -> u1.getName().compareTo(u2.getName())).limit(3).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("排序数据:" + collect2);
    
            // 优化排序取值
            List<User> collect3 = users.stream().limit(3).sorted((u1, u2) -> u1.getName().compareTo(u2.getName())).collect(Collectors.toList());
            System.out.println("优化后的排序" + collect3);
    
    
            /**
             * Stream流的peek使用
             * peek对每个元素执行操作并返回一个新的Stream
             * 双重操作
             */
            System.out.println("peek使用:");
            Stream.of("one", "two", "three", "four").filter(e -> e.length() > 3).peek(e -> System.out.println("转换之前: " + e))
                    .map(String::toUpperCase).peek(e -> System.out.println("转换之后: " + e)).collect(Collectors.toList());
            /**
             * 执行结果:
             * 转换之前: three
             * 转换之后: THREE
             * 转换之前: four
             * 转换之后: FOUR
             */
    
            /**
             * Stream流的parallel使用
             * parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。
             * 示例:获取空字符串的数量
             */
            List<String> strings = Arrays.asList("a", "", "c", "", "e", "", " ");
            // 获取空字符串的数量
            long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
            System.out.println("空字符串的个数:" + count);
            // 执行结果: 空字符串的个数:3
    
            /**
             * Stream流的max/min/distinct使用
             */
            // 得到最大值 最小值
            List<String> names1 = Arrays.asList("zhangsan", "lisi", "wanger", "mazi");
            int maxLines = names1.stream().mapToInt(String::length).max().getAsInt();
            int minLines = names1.stream().mapToInt(String::length).min().getAsInt();
            System.out.println("最长字符的长度:" + maxLines + ",最短字符的长度:" + minLines);
            // 执行结果: 最长字符的长度:8,最短字符的长度:4
    
            // 得到去重之后的数据
            String lines = "she say hello say hello";
            List<String> list14 = new ArrayList();
            list14.add(lines);
            List<String> wordLists = list14.stream().flatMap(line -> Stream.of(line.split(" "))).filter(word -> word.length() > 0)
                    .map(String::toLowerCase).distinct().sorted().collect(Collectors.toList());
            System.out.println("去重复之后:" + wordLists);
            // 执行结果: 去重复之后:[hello, say, she]
    
            // 对象某一个值去重
            List<Integer> collect4 = users.stream().map(User::getAge).distinct().collect(Collectors.toList());
            System.out.println(collect4);
            // 执行结果: [26, 24, 20, 18, 5]
            List<User> userList = users.stream().collect(
                    Collectors.collectingAndThen(
                            Collectors.toCollection(
                                    () -> new TreeSet<>(
                                            // 这里根据对象的某一个值去重，也可以根据多个 在u.getAge()追加 例如u.getAge()+u.getName()
                                            Comparator.comparing((User u) -> u.getAge()
                                            )
                                    )
                            ),
                            ArrayList::new)
            );
            System.out.println(userList);
            // 执行结果: [User(id=6, name=小宝, age=5, email=6789@qq.com, hobby=画画), User(id=5, name=五宝, age=18, email=null, hobby=健身), User(id=4, name=四宝, age=20, email=4567@qq.com, hobby=旅行), User(id=2, name=二宝, age=24, email=2345@qq.com, hobby=茶艺), User(id=1, name=大宝, age=26, email=1234@qq.com, hobby=插花)]
    
            /**
             * Stream流的Match使用
             * allMatch：Stream 中全部元素符合则返回 true ;
             * anyMatch：Stream 中只要有一个元素符合则返回 true;
             * noneMatch：Stream 中没有一个元素符合则返回 true。
             */
            boolean all = users.stream().allMatch(u -> u.getId() > 3);
            System.out.println("是否都大于3:" + all);
            boolean any = users.stream().anyMatch(u -> u.getId() > 3);
            System.out.println("是否有一个大于3:" + any);
            boolean none = users.stream().noneMatch(u -> u.getId() > 3);
            System.out.println("是否没有一个大于3的:" + none);
    
            /**
             * 执行结果:
             * 是否都大于3:false
             * 是否有一个大于3:true
             * 是否没有一个大于3的:false
             */
    
            /**
             * Stream流的reduce使用
             * reduce 主要作用是把 Stream 元素组合起来进行操作。
             * 字符串连接
             */
            String concat = Stream.of("A", "B", "C", "D").reduce("", String::concat);
            System.out.println("字符串拼接:" + concat);
            // 执行结果: 字符串拼接:ABCD
    
            // 得到最小值
            double minValue = Stream.of(-6.0, 1.0, 3.0, -2.0).reduce(Double.MAX_VALUE, Double::min);
            System.out.println("最小值:" + minValue);
            // 执行结果: 最小值:-6.0
    
            // 求和
            // 求和, 无起始值
            int sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(Integer::sum).get();
            System.out.println("有无起始值求和:" + sumValue);
            // 执行结果: 有无起始值求和:10
    
            // 求和, 有起始值
            sumValue = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(5, Integer::sum);
            System.out.println("有起始值求和:" + sumValue);
            // 执行结果: 有起始值求和:15
    
            // 过滤拼接
            String filterConcat = Stream.of("a", "B", "c", "D", "e", "F").
                    filter(x -> x.compareTo("Z") > 0).reduce("", String::concat);
            System.out.println("过滤和字符串连接:" + filterConcat);
            // 执行结果: 过滤和字符串连接:ace
    
            /**
             * Stream流的iterate使用
             * “iterate 跟 reduce 操作很像，接受一个种子值，和一个UnaryOperator（例如 f）。
             * 然后种子值成为 Stream 的第一个元素，f(seed) 为第二个，f(f(seed)) 第三个，以此类推。
             * 在 iterate 时候管道必须有 limit 这样的操作来限制 Stream 大小。
             */
            // 生成一个等差队列
            Stream.iterate(2, n -> n + 2).limit(5).forEach(x -> System.out.print(x + " "));
            // 执行结果: 2 4 6 8 10
            System.out.println();
    
            // Stream groupingBy：分组
            // 根据年龄分组
            Map<Integer, List<User>> listMap = users.stream().collect(Collectors.groupingBy(User::getAge));
    
            Iterator<Map.Entry<Integer, List<User>>> iterator = listMap.entrySet().iterator();
            while (iterator.hasNext()) {
                Map.Entry<Integer, List<User>> mapEntry = iterator.next();
                System.out.println("age= " + mapEntry.getKey() + "value= " + mapEntry.getValue());
            }
            /**
             * 执行结果:
             * age= 18value= [User(id=5, name=五宝, age=18, email=null, hobby=健身), User(id=7, name=baby, age=18, email=null, hobby=美妆)]
             * age= 20value= [User(id=4, name=四宝, age=20, email=4567@qq.com, hobby=旅行)]
             * age= 5value= [User(id=6, name=小宝, age=5, email=6789@qq.com, hobby=画画)]
             * age= 24value= [User(id=2, name=二宝, age=24, email=2345@qq.com, hobby=茶艺), User(id=3, name=三宝, age=24, email=3456@qq.com, hobby=学习)]
             * age= 26value= [User(id=1, name=大宝, age=26, email=1234@qq.com, hobby=插花)]
             */
    
            /**
             * Stream流的summaryStatistics使用
             * IntSummaryStatistics 用于收集统计信息(如count、min、max、sum和average)的状态对象。
             * 得到最大、最小、之和以及平均数。
             */
            List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 8, 15, 21, 30);
            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());
            /**
             * 执行结果:
             * 列表中最大的数 : 30
             * 列表中最小的数 : 1
             * 所有数之和 : 75
             * 平均数 : 15.0
             */
    
    
            Integer ageSum = users.stream().collect(Collectors.summingInt((User u) -> u.getAge() < 0 ? 0 : u.getAge()));
            // u.getAge() < 0 ? 0 : u.getAge() 此处三目运算是为解决其他类型为null
            System.out.println("年龄小于0的年龄之和: " + ageSum);
            // 执行结果: 年龄小于0的年龄之和: 135
    
        }