前言

在Java中，集合和數(shù)組是我們經(jīng)常會用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，需要經(jīng)常對他們做增、刪、改、查、聚合、統(tǒng)計、過濾等操作。相比之下，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中也同樣有這些操作，但是在Java 8之前，集合和數(shù)組的處理并不是很便捷。

不過，這一問題在Java 8中得到了改善，Java 8 API添加了一個新的抽象稱為流Stream，可以讓你以一種聲明的方式處理數(shù)據(jù)。本文就來介紹下如何使用Stream。特別說明一下，關(guān)于Stream的性能及原理不是本文的重點，如果大家感興趣后面會出文章單獨介紹。

1.Stream介紹

Stream 使用一種類似用 SQL 語句從數(shù)據(jù)庫查詢數(shù)據(jù)的直觀方式來提供一種對 Java 集合運算和表達(dá)的高階抽象。

Stream API可以極大提高Java程序員的生產(chǎn)力，讓程序員寫出高效率、干凈、簡潔的代碼。

這種風(fēng)格將要處理的元素集合看作一種流，流在管道中傳輸，并且可以在管道的節(jié)點上進(jìn)行處理，比如篩選，排序，聚合等。

Stream有以下特性及優(yōu)點：

• 無存儲。Stream不是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它只是某種數(shù)據(jù)源的一個視圖，數(shù)據(jù)源可以是一個數(shù)組，Java容器或I/O channel等。
• 為函數(shù)式編程而生。對Stream的任何修改都不會修改背后的數(shù)據(jù)源，比如對Stream執(zhí)行過濾操作并不會刪除被過濾的元素，而是會產(chǎn)生一個不包含被過濾元素的新Stream。
• 惰式執(zhí)行。Stream上的操作并不會立即執(zhí)行，只有等到用戶真正需要結(jié)果的時候才會執(zhí)行。
• 可消費性。Stream只能被“消費”一次，一旦遍歷過就會失效，就像容器的迭代器那樣，想要再次遍歷必須重新生成。

我們舉一個例子，來看一下到底Stream可以做什么事情：

上面的例子中，獲取一些帶顏色塑料球作為數(shù)據(jù)源，首先過濾掉紅色的、把它們?nèi)诨呻S機(jī)的三角形。再過濾器并刪除小的三角形。最后計算出剩余圖形的周長。

如上圖，對于流的處理，主要有三種關(guān)鍵性操作：分別是流的創(chuàng)建、中間操作(intermediate operation)以及最終操作(terminal operation)。

2.Stream的創(chuàng)建

在Java 8中，可以有多種方法來創(chuàng)建流。

1、通過已有的集合來創(chuàng)建流

在Java 8中，除了增加了很多Stream相關(guān)的類以外，還對集合類自身做了增強，在其中增加了stream方法，可以將一個集合類轉(zhuǎn)換成流。

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis"); 
Stream<String> stream = strings.stream(); 

以上，通過一個已有的List創(chuàng)建一個流。除此以外，還有一個parallelStream方法，可以為集合創(chuàng)建一個并行流。

這種通過集合創(chuàng)建出一個Stream的方式也是比較常用的一種方式。

2、通過Stream創(chuàng)建流

可以使用Stream類提供的方法，直接返回一個由指定元素組成的流。

Stream<String> stream = Stream.of("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis"); 

如以上代碼，直接通過of方法，創(chuàng)建并返回一個Stream。

3.Stream中間操作

Stream有很多中間操作，多個中間操作可以連接起來形成一個流水線，每一個中間操作就像流水線上的一個工人，每人工人都可以對流進(jìn)行加工，加工后得到的結(jié)果還是一個流。

以下是常用的中間操作列表:

filter

filter 方法用于通過設(shè)置的條件過濾出元素。以下代碼片段使用 filter 方法過濾掉空字符串：

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "", "HollisChuang", "H", "hollis"); 
strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).forEach(System.out::println); 
//Hollis, , HollisChuang, H, hollis 

map

map 方法用于映射每個元素到對應(yīng)的結(jié)果，以下代碼片段使用 map 輸出了元素對應(yīng)的平方數(shù)：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); 
numbers.stream().map( i -> i*i).forEach(System.out::println); 
//9,4,4,9,49,9,25 

limit/skip

limit 返回 Stream 的前面 n 個元素;skip 則是扔掉前 n 個元素。以下代碼片段使用 limit 方法保理4個元素：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); 
numbers.stream().limit(4).forEach(System.out::println); 
//3,2,2,3 

sorted

sorted 方法用于對流進(jìn)行排序。以下代碼片段使用 sorted 方法進(jìn)行排序：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); 
numbers.stream().sorted().forEach(System.out::println); 
//2,2,3,3,3,5,7 

distinct

distinct主要用來去重，以下代碼片段使用 distinct 對元素進(jìn)行去重：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); 
numbers.stream().distinct().forEach(System.out::println); 
//3,2,7,5 

接下來我們通過一個例子和一張圖，來演示下，當(dāng)一個Stream先后通過filter、map、sort、limit以及distinct處理后會發(fā)生什么。

代碼如下：

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis", "Hello", "HelloWorld", "Hollis"); 
Stream s = strings.stream().filter(string -> string.length()<= 6).map(String::length).sorted().limit(3) 
   .distinct(); 

過程及每一步得到的結(jié)果如下圖：

4.Stream最終操作

Stream的中間操作得到的結(jié)果還是一個Stream，那么如何把一個Stream轉(zhuǎn)換成我們需要的類型呢?比如計算出流中元素的個數(shù)、將流裝換成集合等。這就需要最終操作(terminal operation)

最終操作會消耗流，產(chǎn)生一個最終結(jié)果。也就是說，在最終操作之后，不能再次使用流，也不能在使用任何中間操作，否則將拋出異常：

java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed

俗話說，“你永遠(yuǎn)不會兩次踏入同一條河”也正是這個意思。

常用的最終操作如下圖：

forEach

Stream 提供了方法 'forEach' 來迭代流中的每個數(shù)據(jù)。以下代碼片段使用 forEach 輸出了10個隨機(jī)數(shù)：

Random random = new Random(); 
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println); 

count

count用來統(tǒng)計流中的元素個數(shù)。

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis","Hollis666", "Hello", "HelloWorld", "Hollis"); 
System.out.println(strings.stream().count()); 
//7 

collect

collect就是一個歸約操作，可以接受各種做法作為參數(shù)，將流中的元素累積成一個匯總結(jié)果：

List<String> strings = Arrays.asList("Hollis", "HollisChuang", "hollis","Hollis666", "Hello", "HelloWorld", "Hollis"); 
strings = strings.stream().filter(string -> string.startsWith("Hollis")).collect(Collectors.toList()); 
System.out.println(strings); 
//Hollis, HollisChuang, Hollis666, Hollis 

接下來，我們還是使用一張圖，來演示下，前文的例子中，當(dāng)一個Stream先后通過filter、map、sort、limit以及distinct處理后會，在分別使用不同的最終操作可以得到怎樣的結(jié)果。

下圖，展示了文中介紹的所有操作的位置、輸入、輸出以及使用一個案例展示了其結(jié)果。

5.總結(jié)

本文介紹了Java 8中的Stream 的用途，優(yōu)點等。還接受了Stream的幾種用法，分別是Stream創(chuàng)建、中間操作和最終操作。

Stream的創(chuàng)建有兩種方式，分別是通過集合類的stream方法、通過Stream的of方法。

Stream的中間操作可以用來處理Stream，中間操作的輸入和輸出都是Stream，中間操作可以是過濾、轉(zhuǎn)換、排序等。

Stream的最終操作可以將Stream轉(zhuǎn)成其他形式，如計算出流中元素的個數(shù)、將流裝換成集合、以及元素的遍歷等。

好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對腳本之家的支持。

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