java8新特性stream流 太过爱你忘了你带给我的痛 2023-01-15 09:26 146阅读 0赞 本文章 转载自头条网, 只是觉得好用很详细,所以自己收集 做下笔记,不做任何商业用途,不收任何费用,不喜勿喷。 致敬 头条@程序猿的内心独白 ### 1. Stream初体验 ### 我们先来看看Java里面是怎么定义Stream的: > A sequence of elements supporting sequential and parallel aggregate operations. 我们来解读一下上面的那句话: 1. Stream是元素的集合,这点让Stream看起来用些类似Iterator; 2. 可以支持顺序和并行的对原Stream进行汇聚的操作; 大家可以把Stream当成一个高级版本的Iterator。原始版本的Iterator,用户只能一个一个的遍历元素并对其执行某些操作;高级版本的Stream,用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作,比如“过滤掉长度大于10的字符串”、“获取每个字符串的首字母”等,具体这些操作如何应用到每个元素上,就给Stream就好了!(这个秘籍,一般人我不告诉他:))大家看完这些可能对Stream还没有一个直观的认识,莫急,咱们来段代码。 //Lists是Guava中的一个工具类 List<Integer> nums = Lists.newArrayList(1,null,3,4,null,6); nums.stream().filter(num -> num != null).count(); 上面这段代码是获取一个List中,元素不为null的个数。这段代码虽然很简短,但是却是一个很好的入门级别的例子来体现如何使用Stream,正所谓“麻雀虽小五脏俱全”。我们现在开始深入解刨这个例子,完成以后你可能可以基本掌握Stream的用法! 剖析Stream通用语法 ![img][] 图片就是对于Stream例子的一个解析,可以很清楚的看见:原本一条语句被三种颜色的框分割成了三个部分。红色框中的语句是一个Stream的生命开始的地方,负责创建一个Stream实例;绿色框中的语句是赋予Stream灵魂的地方,把一个Stream转换成另外一个Stream,红框的语句生成的是一个包含所有nums变量的Stream,进过绿框的filter方法以后,重新生成了一个过滤掉原nums列表所有null以后的Stream;蓝色框中的语句是丰收的地方,把Stream的里面包含的内容按照某种算法来汇聚成一个值,例子中是获取Stream中包含的元素个数。如果这样解析以后,还不理解,那就只能动用“核武器”–图形化,一图抵千言! ![img][img 1] 在此我们总结一下使用Stream的基本步骤: 1. 创建Stream; 2. 转换Stream,每次转换原有Stream对象不改变,返回一个新的Stream对象(**可以有多次转换**); 3. 对Stream进行聚合(Reduce)操作,获取想要的结果; # 2. 创建Stream # 最常用的创建Stream有两种途径: 1. 通过Stream接口的静态工厂方法(注意:Java8里接口可以带静态方法); 2. 通过Collection接口的默认方法(默认方法:Default method,也是Java8中的一个新特性,就是接口中的一个带有实现的方法,后续文章会有介绍)–stream(),把一个Collection对象转换成Stream 2.1 使用Stream静态方法来创建Stream \\1. of方法:有两个overload方法,一个接受变长参数,一个接口单一值 1Stream integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 5); 2Stream stringStream = Stream.of(“taobao”); \\2. generator方法:生成一个无限长度的Stream,其元素的生成是通过给定的Supplier(这个接口可以看成一个对象的工厂,每次调用返回一个给定类型的对象) Stream.generate(new Supplier() \{ @Override public Double get() \{ return Math.random(); \} \}); Stream.generate(() -> Math.random()); Stream.generate(Math::random); 三条语句的作用都是一样的,只是使用了lambda表达式和方法引用的语法来简化代码。每条语句其实都是生成一个无限长度的Stream,其中值是随机的。这个无限长度Stream是懒加载,一般这种无限长度的Stream都会配合Stream的limit()方法来用。 \\3. iterate方法:也是生成无限长度的Stream,和generator不同的是,其元素的生成是重复对给定的种子值(seed)调用用户指定函数来生成的。其中包含的元素可以认为是:seed,f(seed),f(f(seed))无限循环 1Stream.iterate(1, item -> item + 1).limit(10).forEach(System.out::println); 这段代码就是先获取一个无限长度的正整数集合的Stream,然后取出前10个打印。千万记住使用limit方法,不然会无限打印下去。 2.2 通过Collection子类获取Stream 这个在本文的第一个例子中就展示了从List对象获取其对应的Stream对象,如果查看Java doc就可以发现Collection接口有一个stream方法,所以其所有子类都都可以获取对应的Stream对象。 1public interface Collection extends Iterable \{ 2 //其他方法省略 3 default Stream stream() \{ 4 return StreamSupport.stream(spliterator(), false); 5 \} 6\} # 3. 转换Stream # 转换Stream其实就是把一个Stream通过某些行为转换成一个新的Stream。Stream接口中定义了几个常用的转换方法,下面我们挑选几个常用的转换方法来解释。 1. distinct: 对于Stream中包含的元素进行去重操作(去重逻辑依赖元素的equals方法),新生成的Stream中没有重复的元素; distinct方法示意图: ![img][img 2] 1. filter: 对于Stream中包含的元素使用给定的过滤函数进行过滤操作,新生成的Stream只包含符合条件的元素; filter方法示意图: ![img][img 3] 1. map: 对于Stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作,新生成的Stream只包含转换生成的元素。这个方法有三个对于原始类型的变种方法,分别是:mapToInt,mapToLong和mapToDouble。这三个方法也比较好理解,比如mapToInt就是把原始Stream转换成一个新的Stream,这个新生成的Stream中的元素都是int类型。之所以会有这样三个变种方法,可以免除自动装箱/拆箱的额外消耗; map方法示意图: ![img][img 4] 1. flatMap:和map类似,不同的是其每个元素转换得到的是Stream对象,会把子Stream中的元素压缩到父集合中; flatMap方法示意图: ![img][img 5] 1. peek: 生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream,同时会提供一个消费函数(Consumer实例),新Stream每个元素被消费的时候都会执行给定的消费函数; peek方法示意图: ![img][img 6] 1. limit: 对一个Stream进行截断操作,获取其前N个元素,如果原Stream中包含的元素个数小于N,那就获取其所有的元素; limit方法示意图: ![img][img 5] 1. skip: 返回一个丢弃原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream,如果原Stream中包含的元素个数小于N,那么返回空Stream; #### skip方法示意图: #### ![img][img 7] 1. #### 在一起,在一起! #### 1List nums = Lists.newArrayList(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10); 2System.out.println(“sum is:”+nums.stream().filter(num -> num != null). 3 distinct().mapToInt(num -> num \* 2). 4 peek(System.out::println).skip(2).limit(4).sum()); 这段代码演示了上面介绍的所有转换方法(除了flatMap),简单解释一下这段代码的含义:给定一个Integer类型的List,获取其对应的Stream对象,然后进行过滤掉null,再去重,再每个元素乘以2,再每个元素被消费的时候打印自身,在跳过前两个元素,最后去前四个元素进行加和运算(解释一大堆,很像废话,因为基本看了方法名就知道要做什么了。这个就是声明式编程的一大好处!)。大家可以参考上面对于每个方法的解释,看看最终的输出是什么。 1. #### 性能问题 #### 有些细心的同学可能会有这样的疑问:在对于一个Stream进行多次转换操作,每次都对Stream的每个元素进行转换,而且是执行多次,这样时间复杂度就是一个for循环里把所有操作都做掉的N(转换的次数)倍啊。其实不是这样的,转换操作都是lazy的,多个转换操作只会在汇聚操作(见下节)的时候融合起来,一次循环完成。我们可以这样简单的理解,Stream里有个操作函数的集合,每次转换操作就是把转换函数放入这个集合中,在汇聚操作的时候循环Stream对应的集合,然后对每个元素执行所有的函数。 [img]: /images/20221022/da78ade3f7a4410f9c083d3dce2814aa.png [img 1]: /images/20221022/3e760ff2deae4f2994c711aca8b981ad.png [img 2]: /images/20221022/8900305acfab458cba9abe38496603e8.png [img 3]: /images/20221022/4de868c6a5b44b41b310b1727f22741d.png [img 4]: /images/20221022/3c7dd5febeb14b1eb0c7553c8603fb83.png [img 5]: /images/20221022/281fa9c876c34db3a4f7bd4f8916acd4.png [img 6]: /images/20221022/f6c3cfb0bbda425dbcb0725533ce4055.png [img 7]: /images/20221022/634aae5c8d704629915c696c86e0152b.png
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