Java(十五)----Stream流

news2025/2/1 22:53:25

1 Stream流

1.1 Stream流的优势

Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式;另外一个则是 Stream API。

Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这是目前为止对Java类库最好的补充,因为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。

Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念,它可以指定你希望对集合进行的操作,可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。 使用Stream API 对集合数据进行操作,就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简言之,Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

Stream是数据渠道,用于操作数据源(集合、数组等)所生成的元素序列。“集合讲的是数据,负责存储数据,Stream流讲的是计算,负责处理数据!”

注意:

①Stream 自己不会存储元素。

②Stream 不会改变源对象。每次处理都会返回一个持有结果的新Stream。

③Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

1.2 Stream流的使用步骤

Stream 的操作三个步骤:

1- 创建 Stream:通过一个数据源(如:集合、数组),获取一个流

2- 中间操作:中间操作是个操作链,对数据源的数据进行n次处理,但是在终结操作前,并不会真正执行。

3- 终止操作:一旦执行终止操作,就执行中间操作链,最终产生结果并结束Stream。

1.3 创建Stream

1.3.1 创建 Stream方式一:通过集合

Java8 中的 Collection 接口被扩展,提供了两个获取流的方法:

  • public default Stream<E> stream() : 返回一个顺序流

  • public default Stream<E> parallelStream() : 返回一个并行流

@Test
public void test01(){
    List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5);

    //JDK1.8中,Collection系列集合增加了方法
    Stream<Integer> stream = list.stream();
}

1.3.2 创建 Stream方式二:通过数组

Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流:

  • public static <T> Stream<T> stream(T[] array): 返回一个流

@Test
public void test03(){
    String[] arr = {"hello","world"};
    Stream<String> stream = Arrays.stream(arr);
}

@Test
public void test02(){
    int[] arr = {1,2,3,4,5};
    IntStream stream = Arrays.stream(arr);
}

重载形式,能够处理对应基本类型的数组:

  • public static IntStream stream(int[] array):返回一个整型数据流

  • public static LongStream stream(long[] array):返回一个长整型数据流

  • public static DoubleStream stream(double[] array):返回一个浮点型数据流

1.3.3 创建 Stream方式三:通过Stream的of()

可以调用Stream类静态方法 of(), 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

  • public static<T> Stream<T> of(T... values) : 返回一个顺序流

@Test
public void test04(){
    Stream<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5);
    stream.forEach(System.out::println);
}

1.3.4 创建 Stream方式四:创建无限流

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。

  • public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f):返回一个无限流

  • public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s) :返回一个无限流

@Test
public void test06(){
    /*
		 * Stream<T> iterate(T seed, UnaryOperator<T> f)  
		 * UnaryOperator接口,SAM接口,抽象方法:
		 * 
		 * UnaryOperator<T> extends Function<T,T>
		 * 		T apply(T t)
		 */
    Stream<Integer> stream = Stream.iterate(1, num -> num+=2);
    //		stream = stream.limit(10);
    stream.forEach(System.out::println);
}

@Test
public void test05(){
    Stream<Double> stream = Stream.generate(Math::random);
    stream.forEach(System.out::println);
}

1.4 中间操作

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线,除非流水线上触发终止操作,否则中间操作不会执行任何的处理!而在终止操作时一次性全部处理,称为“惰性求值”。

1.4.1 filer过滤

filter(Predicate p)可以接收 Lambda , 从流中排除某些元素

@Test
public void test01(){
    //1、创建Stream
    Stream<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5,6);

    //2、加工处理
    //过滤:filter(Predicate p)
    //把里面的偶数拿出来
    /*
		 * filter(Predicate p)
		 * Predicate是函数式接口,抽象方法:boolean test(T t)
		 */
    stream = stream.filter(t -> t%2==0);

    //3、终结操作:例如:遍历
    stream.forEach(System.out::println);
}

1.4.2 distinct去重

distinct()通过流所生成元素的equals() 去除重复元素

@Test
public void test02(){
    .of(1,2,3,4,5,6,2,2,3,3,4,4,5)
        .distinct()
        .forEach(System.out::println);
}

1.4.3 limit截断

limit(long maxSize)截断流,使其元素不超过给定数量

@Test
public void test03(){
    Stream.of(1,2,3,4,5,6,2,2,3,3,4,4,5)
        .limit(3)
        .forEach(System.out::println);
}

@Test
public void test04(){
    Stream.of(1,2,2,3,3,4,4,5,2,3,4,5,6,7)
        .distinct()  //(1,2,3,4,5,6,7)
        .filter(t -> t%2!=0) //(1,3,5,7)
        .limit(3)
        .forEach(System.out::println);
}

1.4.4 skip跳过

skip(long n)跳过元素,返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个,则返回一个空流。与 limit(n) 互补

@Test
	public void test05(){
		Stream.of(1,2,3,4,5,6,2,2,3,3,4,4,5)
			.skip(5)
			.forEach(System.out::println);
	}

1.4.5 peek对每个元素进行Lambda操作

@Test
public void test06(){
    long count = Stream.of(1,2,3,4,5,6,2,2,3,3,4,4,5)
        .distinct()
        .peek(System.out::println)  //Consumer接口的抽象方法  void accept(T t)
        .count();
    System.out.println("count="+count);
}

1.4.6 sorted排序

sorted()产生一个新流,其中按自然顺序排序

@Test
public void test07(){
        Stream.of(11,2,39,4,54,6,2,22,3,3,4,54,54)
                .distinct()
                .sorted()
                .limit(3)
                .forEach(System.out::println);
}

sorted(Comparator com)产生一个新流,其中按比较器顺序排序

@Test
public void test08(){
    //希望能够找出前三个最大值,前三名最大的,不重复
    Stream.of(11,2,39,4,54,6,2,22,3,3,4,54,54)
        .distinct()
        .sorted((n1,n2) -> n2 - n1)
        .limit(3)
        .forEach(System.out::println);
}

1.4.7 map映射成新元素

map(Function f)接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,并将其映射成一个新的元素。

@Test
public void test09(){
    Stream.of(1,2,3,4,5)
        .map(t -> t+=1)//Function<T,R>接口抽象方法 R apply(T t)
        .forEach(System.out::println);
}

@Test
public void test10(){
    String[] arr = {"hello","world","java"};

    Arrays.stream(arr)
        .map(t->t.toUpperCase())
        .forEach(System.out::println);
}

1.4.8 所有中间操作方法列表

方 法描 述
filter(Predicate p)接收 Lambda , 从流中排除某些元素
distinct()筛选,通过流所生成元素的equals() 去除重复元素
limit(long maxSize)截断流,使其元素不超过给定数量
skip(long n)跳过元素,返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个,则返回一个空流。与 limit(n) 互补
peek(Consumer action)接收Lambda,对流中的每个数据执行Lambda体操作
sorted()产生一个新流,其中按自然顺序排序
sorted(Comparator com)产生一个新流,其中按比较器顺序排序
map(Function f)接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,并将其映射成一个新的元素。
mapToDouble(ToDoubleFunction f)接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,产生一个新的 DoubleStream。
mapToInt(ToIntFunction f)接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,产生一个新的 IntStream。
mapToLong(ToLongFunction f)接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上,产生一个新的 LongStream。
flatMap(Function f)接收一个函数作为参数,将流中的每个值都换成另一个流,然后把所有流连接成一个流

1.5 终结操作

终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值,例如:List、Integer,甚至是 void。流进行了终止操作后,不能再次使用。

1.5.1 forEach迭代

@Test
public void test01(){
    Stream.of(1,2,3,4,5)
        .forEach(System.out::println);
}

1.5.2 count返回流中元素总数

@Test
public void test02(){
    long count = Stream.of(1,2,3,4,5)
        .count();
    System.out.println("count = " + count);
}

1.5.3 allMatch检查是否匹配所有元素

@Test
public void test03(){
    boolean result = Stream.of(1,3,5,7,9)
        .allMatch(t -> t%2!=0);
    System.out.println(result);
}

1.5.4 anyMatch检查是否至少匹配一个元素

@Test
public void test04(){
    boolean result = Stream.of(1,3,5,7,9)
        .anyMatch(t -> t%2==0);
    System.out.println(result);
}

1.5.5 findFirst返回第一个元素

@Test
public void test08(){
    Optional<Integer> opt = Stream.of(1,3,5,7,9).findFirst();
    System.out.println(opt.get());
}

1.5.6 max返回流中最大值

@Test
public void test02(){
    Optional<Integer> max = Stream.of(1,2,4,5,7,8)
        .max(Integer::compareTo);
    System.out.println(max.get());
}

1.5.7 reduce可以将流中元素反复结合操作起来,得到一个值

T reduce(T iden, BinaryOperator b)可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回 T

@Test
public void test03(){
    Integer reduce = Stream.of(1,2,4,5,7,8)
        .reduce(0, (t1,t2) -> t1+t2);//BinaryOperator接口   T apply(T t1, T t2)
    System.out.println(reduce);
}

U reduce(BinaryOperator b)可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回 Optional<T>

@Test
public void test04(){
    Optional<Integer> max = Stream.of(1,2,4,5,7,8)
        .reduce((t1,t2) -> t1>t2?t1:t2);//BinaryOperator接口   T apply(T t1, T t2)
    System.out.println(max.get());
}

1.5.8 collect将流转换为其他形式(很重要)

R collect(Collector c)将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的实现,用于给Stream中元素做汇总的方法

@Test
public void test14(){
    List<Integer> list = Stream.of(1,2,4,5,7,8)
        .filter(t -> t%2==0)
        .collect(Collectors.toList());

    System.out.println(list);
}

1.5.9 所有总结操作的方法列表

方法描述
boolean allMatch(Predicate p)检查是否匹配所有元素
boolean anyMatch(Predicate p)检查是否至少匹配一个元素
boolean noneMatch(Predicate p)检查是否没有匹配所有元素
Optional<T> findFirst()返回第一个元素
Optional<T> findAny()返回当前流中的任意元素
long count()返回流中元素总数
Optional<T> max(Comparator c)返回流中最大值
Optional<T> min(Comparator c)返回流中最小值
void forEach(Consumer c)迭代
T reduce(T iden, BinaryOperator b)可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回 T
U reduce(BinaryOperator b)可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。返回 Optional<T>
R collect(Collector c)将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的实现,用于给Stream中元素做汇总的方法

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、Map)。另外, Collectors 实用类提供了很多静态方法,可以方便地创建常见收集器实例。

1.6 练习

案例:

现在有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名,要求使用传统的for循环(或增强for循环)依次进行以 下若干操作步骤:

  1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;存储到一个新集合中。

  2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人;存储到一个新集合中。

  3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名;存储到一个新集合中。

  4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人;存储到一个新集合中。

  5. 将两个队伍合并为一个队伍;存储到一个新集合中。

  6. 根据姓名创建 Person 对象;存储到一个新集合中。

  7. 打印整个队伍的Person对象信息。

Person 类的代码为:

package com.atguigu.stream;
public class Person {
    private String name;

    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

两个队伍(集合)的代码如下:

public static void main(String[] args) {
       //第一支队伍
        List<String> one = new ArrayList<>();
        one.add("迪丽热巴");
        one.add("宋远桥");
        one.add("苏星河");
        one.add("石破天");
        one.add("石中玉");
        one.add("老子");
        one.add("庄子");
        one.add("洪七公");

        List<String> two = new ArrayList<>();
        two.add("古力娜扎");
        two.add("张无忌");
        two.add("赵丽颖");
        two.add("张三丰");
        two.add("尼古拉斯赵四");
        two.add("张天爱");
        two.add("张二狗");
    
		// ....编写代码完成题目要求 
    }

 参考答案:

public static void main(String[] args) {
       //第一支队伍
        ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
        one.add("迪丽热巴");
        one.add("宋远桥");
        one.add("苏星河");
        one.add("石破天");
        one.add("石中玉");
        one.add("老子");
        one.add("庄子");
        one.add("洪七公");
    
        //第二支队伍
        ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
        two.add("古力娜扎");
        two.add("张无忌");
        two.add("赵丽颖");
        two.add("张三丰");
        two.add("尼古拉斯赵四");
        two.add("张天爱");
        two.add("张二狗");
        
		// 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名;
        // 第一个队伍筛选之后只要前3个人;
        Stream<String> streamOne = one.stream().filter(s ‐> s.length() == 3).limit(3);
    
        // 第二个队伍只要姓张的成员姓名;
        // 第二个队伍筛选之后不要前2个人;
        Stream<String> streamTwo = two.stream().filter(s ‐> s.startsWith("张")).skip(2);
    
        // 将两个队伍合并为一个队伍;
        // 根据姓名创建Person对象;
        // 打印整个队伍的Person对象信息。
        Stream.concat(streamOne, streamTwo).map(Person::new).forEach(System.out::println);        
}

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