java 不可变集合的创建和Stream流的使用

news2024/11/23 19:45:15

文章目录

    • 一、创建不可变的集合
      • 1.1为什么创建不可变的集合
      • 1.2 创建List、Set和Map的不可变集合
        • 1.2.1 创建List的不可变集合
        • 1.2.2 创建Set 的不可变集合
        • 1.2.3 创建Map的不可变集合
    • 二、使用集合 的Stream 流
      • 2.1 Stream的使用步骤
      • 2.2 Stream的方法
    • 三、如何获取Stream 流对象
    • 四、练习使用集合的Stream 流

一、创建不可变的集合

1.1为什么创建不可变的集合

  • 不可变集合是线程安全的，因为它们的状态在创建后不会改变。多个线程可以安全地共享和读取不可变集合，而无需同步。
  • 不可变集合不允许修改，可以安全地缓存和重用
  • 在多线程环境下使用 Stream 时，确保没有其他线程修改源集合

1.2 创建List、Set和Map的不可变集合

1.2.1 创建List的不可变集合
  • 方式一
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建不可变的List集合
        List<String> list = List.of("张飞","关羽","刘备","曹操","孙权","孙尚香","吕布");

        // 增强for 循环 遍历
        for (String s : list){
            System.out.println(s);
        }

        // 迭代器 遍历
        Iterator<String> iterator = list.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

        list.set(0,"张三"); // 集合不可修改，会报异常
    }
}
  • 方式二
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = Arrays.asList("张飞","关羽","刘备","曹操","孙权","孙尚香","吕布");
        List<String> immutableList = Collections.unmodifiableList(list); // 设置不可变

        // 增强for 循环 遍历
        for (String s : immutableList){
            System.out.println(s);
        }

        // 迭代器 遍历
        Iterator<String> iterator = immutableList.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

        immutableList.set(0,"张三"); // 集合不可修改会报异常
    }
}
1.2.2 创建Set 的不可变集合
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Set 的不可变集合
        Set<String> set = Set.of("张飞","关羽","刘备","曹操","孙权","孙尚香","吕布");

        // 增强for 循环遍历
        for (String s : set){
            System.out.println(s);
        }

        //  迭代器遍历
        Iterator<String> iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

        set.add("诸葛亮"); // 不可变，报异常
    }
}
1.2.3 创建Map的不可变集合
  • 初版，不建议
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Map的不可变集合 最多十个键值对，一般不用这种方式
        Map<String,Object> map1 = Map.of("姓名","张三","年龄",25,"地址","北京");

        // 创建不可变的Map 集合，元素个数不限
        Map<String,Object> map = new HashMap<>();
        map.put("姓名","李四");
        map.put("年龄",25);
        map.put("地址","北京");

        Set<Map.Entry<String,Object>> entrySet = map.entrySet();
        Map.Entry[] arr1 = new Map.Entry[0];
        // 底层会比较 entrySet 和arr1 的长度 ，长度不够会创建新的数组
        Map.Entry[] arrayEntry = entrySet.toArray(arr1); // Entry数组

        Map<String,Object> immutableMap  = Map.ofEntries(arrayEntry); // 不可变集合

        immutableMap.put("工资",10000); // 不支持修改，报异常
    }
}
  • 使用copyOf ，建议
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Map的不可变集合 最多十个键值对，一般不用这种方式
        Map<String,Object> map1 = Map.of("姓名","张三","年龄",25,"地址","北京");

        // 创建不可变的Map 集合，元素个数不限
        Map<String,Object> map = new HashMap<>();
        map.put("姓名","李四");
        map.put("年龄",25);
        map.put("地址","北京");


        Map<String,Object> immutableMap = Map.copyOf(map); // 创建不可变的集合
        // 遍历方式一
        Set<String> ketSet = map.keySet();
        for (String key:ketSet){
            System.out.println(map.get(key));
        }

        // 遍历方式二
        Set<Map.Entry<String,Object>> entrySet = map.entrySet();
        for (Map.Entry entry: entrySet ){
            System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
        }
        immutableMap.put("工资",10000); // 不可变，报异常
    }
}

二、使用集合 的Stream 流

2.1 Stream的使用步骤

获取到集合的Stream 流，相当于流水线 --> 把数据交给流处理 ，帅选，检查等 --> 流返回一个新的集合，流水线产品

  • 获取Stream 对象
  • 使用中间方法处理数据
  • 使用终结方法处理数据
  • 结合lambda表达式，简化操作
  • 终结方法一旦被调用，stream对象也就不可用了

2.2 Stream的方法

  • 常用处理方法（中间过程）,返回Stream对象，链式调用
    图１
  • 终结方法，用于遍历，统计、获取新的集合等，一经调用后Stream 对象就不可用了
    图2

三、如何获取Stream 流对象

  • 单列集合（List/Set）:使用stream方法
  • 双列集合（Map）：不能直接获取，需要转换成Set
  • 数组：Arrays的静态方法stream
  • 一堆零散的数据：Stream 接口的静态方法of

四、练习使用集合的Stream 流

  • 案例一：统计集合中姓张的人数
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

        long count = list.stream().filter(s->s.startsWith("张"))
                .count();
        System.out.println("姓张的总人数：" + count);
    }
}
  • 案例二:输出集合中所有姓张的人名
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

        list.stream().filter(s->s.startsWith("张"))
                .forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}
  • 案例三：输出前三个人的名字
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

        list.stream().limit(3)
                .forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}
  • 案例四：输出第四个人开始后面所有人的名字
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

        list.stream().skip(3)
                .forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}
  • 案例五：去除重复的人名
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = List.of("刘备","刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

        list.stream().distinct()
                .forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}
  • 案例六：合并两个集合
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list1 = List.of("刘备","刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

        List<String> list2 = List.of("王五","刘六");

        Stream<String> stringStream =  Stream.concat(list1.stream(),list2.stream());
        stringStream.forEach(s -> System.out.println(s));

    }
}
  • 案例七：将集合的结果保存到数组中
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list1 = List.of("刘备","刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

        Object[] objects =  list1.stream()
                            .distinct()
                            .limit(3)
                            .toArray();
        for (Object o : objects){
            System.out.println(o.toString());
        }
    }
  • 案例八：将Stream的处理结果放到集合中
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list1 = List.of("刘备", "刘备", "关羽", "曹操", "张飞", "李四", "张苞");

        // 方式一：不指定具体类型的数组
//        Object[] objects = list1.stream()
//                .distinct()
//                .limit(3)
//                .toArray();
//        System.out.println(Arrays.toString(objects));


        // 方式二：指定类型的数组
        String arr[] = list1.stream().toArray(new IntFunction<String[]>() {
            @Override
            public String[] apply(int value) {
                return new String[value];
            }
        });
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

改成Lamda 表达式

public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list1 = List.of("刘备", "刘备", "关羽", "曹操", "张飞", "李四", "张苞");

        // 方式一：不指定具体类型的数组
//        Object[] objects = list1.stream()
//                .distinct()
//                .limit(3)
//                .toArray();
//        System.out.println(Arrays.toString(objects));


        // 方式二：指定类型的数组
        String arr[] = list1.stream().toArray(value -> new String[value]);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}
  • 将数据收集到集合中
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(arrayList,"张三丰-男-99","周芷若-女-25","张无忌-男-21");
        Collections.unmodifiableList(arrayList);// 设置为不可变的集合

        // 需求1：把所有的男性收集起来，放到一个List集合中
//        List<String> newList = arrayList.stream().filter(new Predicate<String>() {
//            @Override
//            public boolean test(String s) {
//                return s.contains("男");
//            }
//        }).collect(Collectors.toList());
//    }

    // 需求2：把所有的男性收集起来，放到一个Set集合中
//    Set<String> stringSet = arrayList.stream().filter(s -> s.contains("男"))
//            .collect(Collectors.toSet());
//    System.out.println(stringSet);

    /* 需求3：把所有的男性收集起来，放到一个Map集合中,姓名为键，年龄为值
     toMap的两个参数：参数一：表示键的生成规则,参数二表示值的生成规则
     Function<T, R>的两个参数，T 表示流的数据类型，即apply的参数类型；R表示返回的数据类型，即apply的返回类型
     重要：键不能重复
    */

    Map<String,Integer> map = arrayList.stream()
            .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
            .collect(Collectors.toMap(new Function<String, String>() { // 键的生成规则
                                          @Override
                                          public String apply(String s) {
                                              return s.split("-")[0];
                                          }
                                      },
                    new Function<String, Integer>() { // 值的生成规则
                        @Override
                        public Integer apply(String s) {
                            return Integer.parseInt(s.split("-")[2]);
                        }
                    }));
        System.out.println(map);
        }
}

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