使用JAVA 8的Stream流处理数据

矫情吗；* 2024-03-16 21:45 95阅读 0赞

## 前言 ##

> 什么是java的Stream流?

它是java处理集合的一种新方式。它允许我们处理集合中的元素，将其转换或过滤，并返回结果.  
我们可以很方便的用Stream进行处理集合。  
`在使用stream流的同时，很经常的会和lambda表达式配合使用`

## stream流的三步操作 ##

在刚刚接触到stream流的时候，我们肯定是需要知道如何用它，大体分为三大步骤

> 创建Stream

可以使用集合的stream()方法或Arrays.stream()方法创建Stream

> 中间操作

可以对Stream进行中间操作来过滤、转换或执行其他操作。常见的中间操作有filter()、map()、flatMap()、distinct()、sorted()和peek()等，后面将对其进行详细展开说明

> 终端操作

执行终端操作会触发Stream的处理，返回一个结果或发生一个副作用。常见的终端操作有forEach()、count()、reduce()、collect()、anyMatch()、allMatch()和noneMatch()等,后面将对其进行详细展开说明

## 常见中间操作 ##

> **`filter(Predicate predicate)`** 过滤

该中间操作对Stream中的元素进行过滤操作，只将符合条件的元素留下来，返回一个由符合条件的元素组成的新Stream

> **`map(Function Mapper)`** 转换

该中间操作对Stream中的元素进行转换操作，对每一个元素进行对应处理，返回一个新的Stream。

> **`flatMap(Function mapper)`** 转换为Stream

该中间操作将Stream中的每一个元素转换为一个Stream，再把这些转换出的Stream合并成一个新的Stream返回

> **`distinct()`** 去重

该中间操作去除Stream中重复的元素，返回一个没有重复元素的新Stream

> **`sorted()`** 排序

该中间操作对Stream中的元素进行排序操作，返回一个排序后的新Stream。

> **`peek(Consumer action)`** 消费操作

该中间操作在Stream中的每一个元素执行消费操作，返回一个仍是原来的Stream。

> **`limit(long maxSize)`** 截取数据

该中间操作截取Stream中前maxSize个元素，返回一个新的Stream。

> **`skip(long n)`** 跳过元素

该中间操作跳过Stream中前n个元素，返回一个新的Stream。

--------------------

`需要注意的是，这些Stream中间操作可以任意串联，形成一条Stream流水线，每一个中间操作都会返回一个新的Stream，而不会改变原Stream中的元素。在使用Stream时，需要注意Stream流的特殊性质：它们只能被“消费”一次。如果需要对Stream中的数据进行多次操作，需要重新生成一个新的Stream对象。`

--------------------

## 常见终端操作 ##

> **`forEach()`** 迭代操作

该终端操作对 Stream 中的每个元素进行迭代操作，并调用指定的操作来处理每个元素

> **`count()`** 返回数量

该终端操作将并行的Stream转换为一个普通的Stream，可进行单线程处理操作。

> **`reduce()`** 累加

该终端操作将 Stream 中的元素通过指定操作累加起来，返回计算结果。

> **`collect()`** 转集合或数组

该终端操作将 Stream 中的元素转换成一个集合或一个值，返回集合或值。

> **`max()`** 取最大元素

该终端操作取 Stream 中的最大元素。

> **`min()`** 取最小元素

该终端操作取 Stream 中的最小元素。

> **`allMatch()`** 是否满足条件

该终端操作检查 Stream 中的所有元素是否都满足指定的条件。

> **`anyMatch()`** 任一满足条件

该终端操作检查 Stream 中是否有任何一个元素满足指定的条件。

> **`noneMatch()`** 无一满足条件

该终端操作检查 Stream 中是否没有任何一个元素满足指定的条件。

--------------------

特殊终端操作: 除了以上的终端操作，还有这些特殊终端操作:`findFirst()`、`findAny()`、`toArray()`

## 中间操作实例 ##

> 这里将介绍如何使用中间操作并用实例演示

#### filter(Predicate predicate) ####

例子:

// 转换集合
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Ella");
    // 过滤拿取长度大于4的数据
    List<String> longNames = names.stream()
                            .filter(name -> name.length() > 4)
                            .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(longNames);

结果:

[Alice, Charlie, David]

#### map(Function Mapper) ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9);
    //将 Stream 中原有的整数元素转换为它们的平方数，最终将转换后的元素收集到一个新的 List 中。
    List<Integer> squares = numbers.stream()
                                    .map(num -> num * num)
                                    .collect(Collectors.toList());
    打印结果
    System.out.println(squares);

结果:

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

#### flatMap(Function mapper) ####

例子:

// 转换嵌套了多个 List 的 List 
    List<List<String>> nestedList = Arrays.asList(
                                        Arrays.asList("apple", "banana", "orange"),
                                        Arrays.asList("cat", "dog", "bird"),
                                        Arrays.asList("Java", "Kotlin", "Python")
                                    );
    // 使用 flatMap() 方法将嵌套了多个 List 的 List 转换为一个扁平化的 Stream，
    //然后使用 collect() 方法将转换后的所有元素收集到一个新的 List 中。
    List<String> flatList = nestedList.stream()
                                        .flatMap(list -> list.stream())
                                        .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(flatList);

结果:

[apple, banana, orange, cat, dog, bird, Java, Kotlin, Python]

#### distinct() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 2, 4, 5, 5, 6, 3, 7, 8, 9, 9);
    // 使用 distinct() 方法将 Stream 中的重复元素去除，然后使用 collect() 方法将所有的不同元素收集到一个新的 List 中
    List<Integer> uniqueNumbers = numbers.stream()
                                          .distinct()
                                          .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果     
    System.out.println(uniqueNumbers);

结果:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

#### sorted() ####

例子:

// 转换集合
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "bob", "Charlie", "david", "Ella");
    // 按照字母顺序排序
    List<String> sortedNames = names.stream()
                                    .sorted()
                                    .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(sortedNames);

结果:

[Alice, Charlie, Ella, bob, david]

> `若想按照自定义规则进行排序，可以在 sorted() 方法中传入一个自定义的 Comparator。以下为带Comparator的例子`

例子:

// 转换集合
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "bob", "Charlie", "david", "Ella");
    // 定义自定义Comparator
    Comparator<String> lengthComparator = (str1, str2) -> Integer.compare(str1.length(), str2.length());
    // 按照字母长度排序
    List<String> sortedNames = names.stream()
                                    .sorted(lengthComparator)
                                    .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(sortedNames);

结果:

[bob, Ella, Alice, david, Charlie]

#### peek() ####

例子:

// 转换集合
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "bob", "Charlie", "david", "Ella");
    // 使用 peek() 方法在 Stream 中打印每个元素的原始名称和名称转换为大写后的名称。
    //在执行完 peek() 方法后，Stream 仍然保持不变，我们可以继续对 Stream 进行其他操作，
    //例如使用 map() 方法将名称转换为大写字母，并将所有元素收集到一个新的 List 对象中
    List<String> resultNames = names.stream()
                                    .peek(name -> System.out.println("原始值: " + name))
                                    .map(name -> name.toUpperCase())
                                    .peek(name -> System.out.println("处理值: " + name))
                                    .collect(Collectors.toList());

`ps: 该stream执行完，names 和resultNames 的值是一样的`

结果:

原始值: Alice
    处理值: ALICE
    原始值: bob
    处理值: BOB
    原始值: Charlie
    处理值: CHARLIE
    原始值: david
    处理值: DAVID
    原始值: Ella
    处理值: ELLA

#### limit(long maxSize) ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 获取前三条数据
    List<Integer> limitedNumbers = numbers.stream()
                                          .limit(3)
                                          .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(limitedNumbers);

结果:

[1, 2, 3]

#### skip(long n) ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 跳过前2个元素
    List<Integer> resultNumbers = numbers.stream()
                                         .skip(2)
                                         .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(resultNumbers);

结果:

[3, 4, 5]

## 终端操作实例 ##

> 这里将介绍如何使用终端操作并用实例演示，注意由于是终端操作，`使用该操作处理完数据之后stream无法再使用`

#### forEach() ####

例子:

// 转换集合
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Ella");
    // 打印大写字符
    names.stream()
         .forEach(name -> System.out.println("Hello, " + name.toUpperCase() + "!"));

结果:

Hello, ALICE!
    Hello, BOB!
    Hello, CHARLIE!
    Hello, DAVID!
    Hello, ELLA!

#### count() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 计算长度
    long count = numbers.stream()
                        .count();
    // 打印结果
    System.out.println("长度为: " + count);

结果:

长度为:5

#### reduce() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 求和,需要两个参数，初始值和 BinaryOperator 对象
    // 本实例用的sum()方法
    int sum = numbers.stream()
                     .reduce(0, Integer::sum);
    System.out.println("求和: " + sum);

结果:

求和:15

#### max() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50);
    // 求最大值
    Optional<Integer> max = numbers.stream()
                                   .max(Integer::compareTo);
    // 判空
    if (max.isPresent()) {
        
        System.out.println("最大值: " + max.get());
    } else {
        
        System.out.println("空值");
    }

结果:

最大值:50

#### min() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(10, 20, 30, 40, 50);
    // 求最大值
    Optional<Integer> min= numbers.stream()
                                   .min(Integer::compareTo);
    // 判空
    if (max.isPresent()) {
        
        System.out.println("最小值: " + min.get());
    } else {
        
        System.out.println("空值");
    }

结果:

最小值:10

#### allMatch() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 判断所有元素是否都大于0
    boolean allGreaterThanZero = numbers.stream()
                                        .allMatch(n -> n > 0);
    System.out.println("所有元素是否都大于0: " + allGreaterThanZero);

结果:

所有元素是否都大于0:true

#### anyMatch() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 判断是否有任一元素为偶数
    boolean hasEvenNumber = numbers.stream()
                                   .anyMatch(n -> n % 2 == 0);
    // 打印结果
    System.out.println("是否有任一元素为偶数: " + hasEvenNumber);

结果:

是否有任一元素为偶数:true

#### noneMatch() ####

例子:

// 转换集合
    List<String> fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "pear", "orange");
    // 判断元素都不包含字母a
    boolean noneContainsA = fruits.stream()
                                 .noneMatch(fruit -> fruit.contains("a"));
    System.out.println("元素都不包含字母a: " + noneContainsA);

结果:

元素都不包含字母a:false

#### collect() ####

> 该终端操作为将处理的数据转为集合，以下为不同集合处理实例

转List例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 转List
    List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                                       .filter(n -> n % 2 == 0)
                                       .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(evenNumbers);

结果:

[2, 4]

--------------------

转Set例子:

// 转换集合
    List<String> fruits = Arrays.asList("apple", "banana", "pear", "banana", "orange");
    // 转Set
    Set<String> fruitSet = fruits.stream()
                                 .collect(Collectors.toSet());
    // 打印结果 
    System.out.println(fruitSet);

结果:

[banana, apple, pear, orange]

转Map例子:

// 转换集合
    List<Person> persons = Arrays.asList(
            new Person("Alice", 25),
            new Person("Bob", 30),
            new Person("Charlie", 35),
            new Person("David", 40)
    );
    // 转Map
    Map<String, Integer> nameToAgeMap = persons.stream()
                                               .collect(Collectors.toMap(Person::getName, Person::getAge));
    System.out.println(nameToAgeMap);

结果:

{
        Alice=25, Bob=30, Charlie=35, David=40}

#### findFirst() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 查找第一个偶数
    Optional<Integer> firstEvenNumber = numbers.stream()
                                                .filter(n -> n % 2 == 0)
                                                .findFirst();
    // 打印结果
    if (firstEvenNumber.isPresent()) {
        
        System.out.println("第一个偶数为: " + firstEvenNumber.get());
    } else {
        
        System.out.println("空值");
    }

结果:

第一个偶数为:2

#### findAny() ####

例子:

// 转换集合
    List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    // 查找任一一个偶数
    Optional<Integer> anyEvenNumber = numbers.stream()
                                              .filter(n -> n % 2 == 0)
                                              .findAny();
    // 打印结果
    if (anyEvenNumber.isPresent()) {
        
        System.out.println("任一偶数: " + anyEvenNumber.get());
    } else {
        
        System.out.println("空值");
    }

结果:

任一偶数:2

#### toArrary() ####

例子:

// 转换集合
    List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
    // 转Arrary
    String[] namesArray = names.stream()
                               .toArray(String[]::new);
    // 打印结果
    System.out.println(Arrays.toString(namesArray));

结果:

[Alice, Bob, Charlie]

## 常用Stream处理 ##

> 以下实例为我工作过程中比较常用的一些Stream处理实例，可供大家参考，不定时更新

#### List< Object >获取其中一条字段作为List并去重 ####

例子:

// 转换集合
    List<Person> persons = Arrays.asList(
            new Person("Alice", 25),
            new Person("Bob", 30),
            new Person("Charlie", 35),
            new Person("David", 40)
    );
    // 获取名称
    List<String> names = persons.stream()
                                .map(Person::getName)
                                .distinct()
                                .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(names);

结果:

[Alice, Bob, Charlie, David]

#### List< Object >根据其中一个字段分组 ####

例子:

// 转换集合
    List<Person> persons = Arrays.asList(
            new Person("Alice", 25),
            new Person("Bob", 30),
            new Person("Charlie", 35),
            new Person("David", 40),
            new Person("Alice", 45)
    );
    // 根据名称分组
    Map<String, List<Person>> personsByName = persons.stream()
                                                     .collect(Collectors.groupingBy(Person::getName));
    
    // 打印结果
    System.out.println(personsByName);

结果:

{
        
    Alice=[Person{
        name='Alice', age=25}, Person{
        name='Alice', age=45}],
     Bob=[Person{
        name='Bob', age=30}],
     Charlie=[Person{
        name='Charlie', age=35}],
     David=[Person{
        name='David', age=40}]
     }

#### List< Object >根据其中一个字段排序 ####

例子:

// 转换集合
    List<Person> persons = Arrays.asList(
            new Person("Alice", 25),
            new Person("Bob", 30),
            new Person("Charlie", 35),
            new Person("David", 40),
            new Person("Alice", 45)
    );
    // 根据年龄排序
    List<Person> sortedPersons = persons.stream()
                                        .sorted(Comparator.comparing(Person::getAge))
                                        .collect(Collectors.toList());
    // 打印结果
    System.out.println(sortedPersons);

结果:

[Person{
        name='Alice', age=25}, Person{
        name='Bob', age=30}, Person{
        name='Charlie', age=35}, Person{
        name='David', age=40}, Person{
        name='Alice', age=45}]

#### List 和List 获取两个集合中其中一个字段属性一模一样的一笔数据 ####

> `将两个 List 转换为 Stream，使用 flatMap 将两个 Stream 合并。`
> 
> `使用 filter 方法过滤其中一个字段属性一模一样的数据。可以使用 equals 方法进行比较，或者使用自定义的比较器。`
> 
> `如果存在匹配的数据，使用 findFirst 方法获取第一个匹配的元素。`

例子:

Optional<Object1> result = list1.stream()
            .flatMap(o1 -> list2.stream()
                    .filter(o2 -> o2.getField().equals(o1.getField()))
                    .map(o2 -> o1))
            .findFirst();

> 其中，getField() 是一个方法，用于获取对象中的某个属性。Object1 和 Object2  
> 分别代表两个类的类型，需要替换成你自己定义的类名和属性名。返回值使用 Optional 类型，因为可能存在没有匹配项的情况。

#### 将对象中一个值作为key，一个值作为value获取map ####

例子:

// 有对象person
    public class person {
        
    	// 姓名
    	private String name;
    	// 年龄
    	private Integer age;
    }
    
    List<Person> persons = Arrays.asList(
            new Person("Alice", 25),
            new Person("Bob", 30),
    );
    // 转map
    Map<String, Integer> personMap= persons.stream().collect(
                Collectors.toMap(Person::getName, Person::getAge));
    // 打印结果
    System.out.println(personMap);

结果:

{
        Alice=25,Bob=30}

## 结语 ##

以上就是JAVA 8的stream流的用法