Java 8新特性之Stream流

下面来看一下借助Java 8的StreamAPl，什么才叫优雅：

public class StreamIteratorDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("张无忌");
		list.add("张三丰");
		list.add("周芷若");
		list.add("赵敏");
		list.add("张三");

		list.stream()
				.filter(name->name.startsWith("张"))
				.filter(name->name.length() == 3)
				.forEach(name-> System.out.println(name));
	}
}

流式思想概述

注意：请暂时忘记对传统IO流的固有印象！

整体来看，流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”

当需要对多个元素进行操作（特别是多步操作）的时候，考虑到性能

及便利性，我们应该首先拼好一个“模型”步骤方案，然后再按照方案去

执行它。

这张图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作，这是一种集合元素的处理方案，而方案就是一种“函数模型”。图中的每一个方框都是一个“流”，调用指定的方法，可以从一个流模型转换为另一个流模型。而最右侧的数字3是最终结果。

这里的filter、map、skip都是在对函数模型进行操作，集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法count执行的时候，整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性。

备注：Stream流其实是一个集合元素的函数模型，它并不是集合，也不是数据结构，其本身并不存储任何元素（或其地址值）。

Stream（流）是一个来自数据源的元素队列

• 元素是特定类型的对象，形成一个队列。Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。
• 数据源流的来源。可以是集合，数组等。

和以前的Collection操作不同，Stream操作还有两个基础的特征：

• Pipelining：中间操作都会返回流对象本身。这样多个操作可以串联成一个管道，如同流式风格（fluent style）。这样做可以对操作进行优化，比如延迟执行（laziness）和短路（short-circuiting）。
• 内部迭代：以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式，显式的在集合外部进行迭代，这叫做外部迭代。Stream提供了内部迭代的方式，流可以直接调用遍历方法。

当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：获取一个数据源（source）→数据转换一执行操作获取想要的结果，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），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道。

获取流

java.uti1.stream.stream<T>是Java8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口）获取一个流非常简单，有以下几种常用的方式：

• 所有的Collection集合都可以通过stream默认方法获取流；
• stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流。

根据Collection获取流

首先，java.util.collection 接口中加入了default方法stream用来获取流，所以其所有实现类均可获取流。

public class GetStreamDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 把集合转为Stream流,通过stream方法获取
		List<String> list = new ArrayList<>();
		Stream<String> listStream = list.stream();

		Set<String> set = new HashSet<>();
		Stream<String> setStream = set.stream();
	}
}

根据Map获取流

// 间接将map转为stream
Map<String, String> map = new HashMap<>();
Set<String> mapKeySet = map.keySet();
Stream<String> keySetStream = mapKeySet.stream();

Collection<String> mapValues = map.values();
Stream<String> collectionStream = mapValues.stream();

Set<Map.Entry<String, String>> mapEntrySet = map.entrySet();
Stream<Map.Entry<String, String>> entrySetStream = mapEntrySet.stream();

根据数组获取Stream流

int[] helloInt = {1, 2, 3, 4, 5};
Stream<int[]> helloIntStream = Stream.of(helloInt);

Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);

String[] helloString = {"a", "bb", "cc"};
Stream<String> helloStringStream = Stream.of(helloString);

常用方法

流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的APl。这些方法可以被分成两种：

• 延迟方法：返回值类型仍然是Stream接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。）
• 终结方法：返回值类型不再是stream接口自身类型的方法，因此不再支持类似stringBuilder那样的链式调用。本小节中，终结方法包括 count和forEach方法。

备注：本小节之外的更多方法，请自行参考API文档。

逐一处理：forEach

public class StreamForEachDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("张三");
		list.add("李四");
		list.add("王五");
		list.add("赵六");
		list.add("二麻子");

		Stream<String> stream = list.stream();
		// 使用forEach对流进行遍历
		stream.forEach(name -> System.out.println(name));

	}
}

过滤：filter

可以通过filter方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名：

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

该接口接收个Predicate函数式接口参数（可以是一个Lambda或方

法引用）作为筛选条件。

此前已经学习过java.util.stream.Predicate函数式接口，其中的方法为：

boolean test(T t)

该方法将会产生一个boolean值结果，代表指定的条件是否满足。如

果结果为true，那么Stream流的filter方法将会留用元素；如果

结果为false，那么filter方法将会舍弃元素。

Stream流中的filter方法基本使用的代码如：

public class StreamFilterDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("张三");
		list.add("张三丰");
		list.add("张二狗");
		list.add("赵六");
		list.add("二麻子");

		// 执行filter后会返回Stream流，可以继续对Stream流进行操作，链式调用
		Stream<String> listStream = list.stream()
				.filter(name->name.startsWith("张"))
				.filter(name->name.length() == 3);

		listStream.forEach(name -> System.out.println(name));
	}
}

Stream属于管道流，只能被消费一次，第一个Stream流被调用完毕，数据就会流转到下一个Stream上，而这时第一个Stream流已经使用完毕就关闭了，所以第一个Stream流不能再调用方法。

// 对上述代码消费两次
listStream.forEach(name -> System.out.println(name));
listStream.forEach(name -> System.out.println(name));

执行结果为：

张三丰
张二狗
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed

映射：map

如果需要将流中的元素映射到另一个流中，可以使用map方法。方法签名：

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

该接口需要一个Function函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

此前我们已经学习过java.util.stream.Function函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

R apply(T t);

这可以将一种T类型转换成为R类型，而这种转换的动作，就称为“映射”。

Stream流中的map方法基本使用的代码如：

public class StreamMapDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 获取Stream
		Stream<String> stream = Stream.of("5", "12", "34");
		//将字符串Stream转为Integer类型的Stream
		Stream<Integer> integerStream = stream.map(str -> Integer.parseInt(str));

		integerStream.forEach(num -> System.out.println(num));
	}
}

统计个数：count

正如旧集合Collection当中的size方法一样，流提供count方法来数一数其中的元素个数：

long count();

该方法返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。基本使用：

public class StreamCountDemo {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = new ArrayList<>();
		list.add("A man");
		list.add("needs to");
		list.add("know");
		list.add("when to stand up");
		list.add("for himself");

		long count = list.stream().count();
		System.out.println(count);
	}
}

结果为：

5

截取：limit

limit方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名：

Stream<T> limit(long maxsize);

参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。基本使用：

public class StreamLimitDemo {
	public static void main(String[] args) {
		// 获取一个Stream流
		String[] strings = {"万界神主","斗罗大陆","斗破苍穹"};
		Stream<String> stringStream = Stream.of(strings);
		// 使用limit方法对Stream流中的元素截取只要前2个
		stringStream.limit(2).forEach(name-> System.out.println(name));
	}
}

运行结果：

万界神主
斗罗大陆

跳过：skip

如果希望跳过前几个元素，可以使用skip方法获取一个截取之后的新流：

Stream<T> skip(long n);

如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用：

/**
 * Stream流中的Skip方法：用于跳过元素
 * 如果希望跳过前几个元素，可以使用skip方法获取一个截取后的新流
 * 如果流的当前长度大于n,则跳过前n个，否则会得到一个长度为0的空流
 * @author guqin
 * @date 2019-07-23 20:53
 */
public class StreamSkipDemo {
	public static void main(String[] args) {
		String[] strings = {"万界神主","斗罗大陆","斗破苍穹","天行九歌"};
		Stream<String> stringStream = Stream.of(strings);

		stringStream.skip(2)
				.forEach(name-> System.out.println(name));
	}
}

运行结果：

斗破苍穹
天行九歌

组合：concat

如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用 stream 接口的静态方法concat：

static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T) a, Stream<? extends T) b);

备注：这是一个静态方法，与java.lang.String当中的concat方法是不同的。

该方法的基本使用代码如：

public class StreamConcatDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> stringStream1 = Stream.of("万界神主","斗罗大陆");
		Stream<String> stringStream2 = Stream.of("斗破苍穹","天行九歌");

		Stream.concat(stringStream1, stringStream2)
				.forEach(name -> System.out.println(name));
	}
}

运行结果：

万界神主
斗罗大陆
斗破苍穹
天行九歌