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深入理解JDK8中Stream使用

 更新時(shí)間:2021年06月07日 08:54:09   作者:口袋里的貓  
Stream 是 Java8 中處理集合的關(guān)鍵抽象概念,它可以指定你希望對(duì)集合進(jìn)行的操作,可以執(zhí)行非常復(fù)雜的查找、過濾和映射數(shù)據(jù)等操作。這篇文章主要介紹了JDK8中Stream使用解析,需要的朋友可以參考下

概述

Stream 是 Java8 中處理集合的關(guān)鍵抽象概念,它可以指定你希望對(duì)集合進(jìn)行的操作,可以執(zhí)行非常復(fù)雜的查找、過濾和映射數(shù)據(jù)等操作。使用Stream API 對(duì)集合數(shù)據(jù)進(jìn)行操作,就類似于使用 SQL 執(zhí)行的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢。也可以使用 Stream API 來(lái)并行執(zhí)行操作。簡(jiǎn)而言之,Stream API 提供了一種高效且易于使用的處理數(shù)據(jù)的方式。

特點(diǎn):

不是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不會(huì)保存數(shù)據(jù)。

不會(huì)修改原來(lái)的數(shù)據(jù)源,它會(huì)將操作后的數(shù)據(jù)保存到另外一個(gè)對(duì)象中。(保留意見:畢竟peek方法可以修改流中元素)

惰性求值,流在中間處理過程中,只是對(duì)操作進(jìn)行了記錄,并不會(huì)立即執(zhí)行,需要等到執(zhí)行終止操作的時(shí)候才會(huì)進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算。

現(xiàn)在談及JDK8的新特新,已經(jīng)說(shuō)不上新了。本篇介紹的就是StreamLambda,說(shuō)的Stream可不是JDK中的IO流,這里的Stream指的是處理集合的抽象概念『像流一樣處理集合數(shù)據(jù)』。

了解Stream前先認(rèn)識(shí)一下Lambda。

函數(shù)式接口和Lambda

先看一組簡(jiǎn)單的對(duì)比

傳統(tǒng)方式使用一個(gè)匿名內(nèi)部類的寫法

new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // ...
    }
}).start();

換成Lambda的寫法

new Thread(() -> {
    // ...
}).start();

其實(shí)上面的寫法就是簡(jiǎn)寫了函數(shù)式接口匿名實(shí)現(xiàn)類

配合Lambda,JDK8引入了一個(gè)新的定義叫做:函數(shù)式接口(Functional interfaces)

函數(shù)式接口

從概念上講,有且僅有一個(gè)需要實(shí)現(xiàn)方法的接口稱之為函數(shù)式接口。

看一個(gè)JDK給的一個(gè)函數(shù)式接口的源碼

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

可以看到接口上面有一個(gè)@FunctionalInterface注釋,功能大致和@Override類似

不寫@Override也能重寫父類方法,該方法確實(shí)沒有覆蓋或?qū)崿F(xiàn)了在超類型中聲明的方法時(shí)編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò),主要是為了編譯器可以驗(yàn)證識(shí)別代碼編寫的正確性。

同樣@FunctionalInterface也是這樣,寫到一個(gè)不是函數(shù)式接口的接口上面就會(huì)報(bào)錯(cuò),即使不寫@FunctionalInterface注釋,編譯器也會(huì)將滿足函數(shù)式接口定義的任何接口視為函數(shù)式接口。

寫一個(gè)函數(shù)式接口加不加@FunctionalInterface注釋,下面的接口都是函數(shù)式接口

interface MyFunc {
  String show(Integer i);
}

Lambda表達(dá)式

Lambda表達(dá)式就是為了簡(jiǎn)寫函數(shù)式接口

構(gòu)成

看一下Lambda的構(gòu)成

  • 括號(hào)里面的參數(shù)
  • 箭頭 ->
  • 然后是身體

它可以是單個(gè)表達(dá)式或java代碼塊。

整體表現(xiàn)為 (...參數(shù)) -> {代碼塊}

簡(jiǎn)寫

下面就是函數(shù)式接口的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)寫為Lambda的例子

無(wú)參 - 無(wú)返回

interface MyFunc1 {
    void func();
}

// 空實(shí)現(xiàn)
MyFunc1 f11 = () -> { };
// 只有一行語(yǔ)句
MyFunc1 f12 = () -> {
    System.out.println(1);
    System.out.println(2);
};
// 只有一行語(yǔ)句
MyFunc1 f13 = () -> {
    System.out.println(1);
};
// 只有一行語(yǔ)句可以省略 { }
MyFunc1 f14 = () -> System.out.println(1);

有參 - 無(wú)返回

interface MyFunc2 {
    void func(String str);
}

// 函數(shù)體空實(shí)現(xiàn)
MyFunc2 f21 = (str) -> { };
// 單個(gè)參數(shù)可以省略 () 多個(gè)不可以省略
MyFunc2 f22 = str -> System.out.println(str.length());

無(wú)參 - 有返回

interface MyFunc3 {
    int func();
}

// 返回值
MyFunc3 f31 = () -> {return 1;};
// 如果只有一個(gè)return 語(yǔ)句時(shí)可以直接寫return 后面的表達(dá)式語(yǔ)句
MyFunc3 f32 = () -> 1;

有參 - 有返回

interface MyFunc4 {
    int func(String str);
}

// 這里單個(gè)參數(shù)簡(jiǎn)寫了{(lán)}
MyFunc4 f41 = str -> {
    return str.length();
};
// 這里又簡(jiǎn)寫了return
MyFunc4 f42 = str -> str.length();
// 這里直接使用了方法引用進(jìn)行了簡(jiǎn)寫 - 在文章后續(xù)章節(jié)有介紹到
MyFunc4 f43 = String::length;

這里可以總結(jié)出來(lái)簡(jiǎn)寫規(guī)則

上面寫的Lambda表達(dá)式中參數(shù)都沒有寫參數(shù)類型(可以寫參數(shù)類型的),so

  • 小括號(hào)內(nèi)參數(shù)的類型可以省略;
  • 沒有參數(shù)時(shí)小括號(hào)不能省略,小括號(hào)中有且僅有一個(gè)參數(shù)時(shí),不能缺省括號(hào)
  • 如果大括號(hào)內(nèi)有且僅有一個(gè)語(yǔ)句,則無(wú)論是否有返回值,都可以省略大括號(hào)、return關(guān)鍵字及語(yǔ)句分號(hào)(三者省略都需要一起省略)。

看到這里應(yīng)該認(rèn)識(shí)到了如何用Lambda簡(jiǎn)寫函數(shù)式接口,那現(xiàn)在就進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)一下JDK中Stream中對(duì)函數(shù)式接口的幾種大類

常用內(nèi)置函數(shù)式接口

上節(jié)說(shuō)明了Lambda表達(dá)式就是為了簡(jiǎn)寫函數(shù)式接口,為使用方便,JDK8提供了一些常用的函數(shù)式接口。最具代表性的為Supplier、Function、Consumer、Perdicate,這些函數(shù)式接口都在java.util.function包下。

這些函數(shù)式接口都是泛型類型的,下面的源碼都去除了default方法,只保留真正需要實(shí)現(xiàn)的方法。

Function接口

這是一個(gè)轉(zhuǎn)換的接口。接口有參數(shù)、有返回值,傳入T類型的數(shù)據(jù),經(jīng)過處理后,返回R類型的數(shù)據(jù)。『T和R都是泛型類型』可以簡(jiǎn)單的理解為這是一個(gè)加工工廠。

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
    R apply(T t);
}

使用實(shí)例:定義一個(gè)轉(zhuǎn)換函數(shù)『將字符串轉(zhuǎn)為數(shù)字,再平方』

// 將字符串轉(zhuǎn)為數(shù)字,再平方
Function<String, Integer> strConvertToIntAndSquareFun = (str) -> {
    Integer value = Integer.valueOf(str);
    return value * value;
};
Integer result = strConvertToIntAndSquareFun.apply("4");
System.out.println(result); // 16

Supplier接口

這是一個(gè)對(duì)外供給的接口。此接口無(wú)需參數(shù),即可返回結(jié)果

@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T get();
}

使用實(shí)例:定義一個(gè)函數(shù)返回“Tom”字符串

// 供給接口,調(diào)用一次返回一個(gè) ”tom“ 字符串
Supplier<String> tomFun = () -> "tom";
String tom = tomFun.get();
System.out.println(tom); // tom

Consumer接口

這是一個(gè)消費(fèi)的接口。此接口有參數(shù),但是沒有返回值

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
}	

使用實(shí)例:定義一個(gè)函數(shù)傳入數(shù)字,打印一行相應(yīng)數(shù)量的A

// 重復(fù)打印
Consumer<Integer> printA = (n)->{
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        System.out.print("A");
    }
    System.out.println();
};
printA.accept(5); // AAAAA

Predicate接口

這是一個(gè)斷言的接口。此接口對(duì)輸入的參數(shù)進(jìn)行一系列的判斷,返回一個(gè)Boolean值。

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);	
}

使用實(shí)例:定義一個(gè)函數(shù)傳入一個(gè)字符串,判斷是否為A字母開頭且Z字母結(jié)尾

// 判斷是否為`A`字母開頭且`Z`字母結(jié)尾
Predicate<String> strAStartAndZEnd = (str) -> {
    return str.startsWith("A") && str.endsWith("Z");
};
System.out.println(strAStartAndZEnd.test("AaaaZ")); // true 
System.out.println(strAStartAndZEnd.test("Aaaaa")); // false
System.out.println(strAStartAndZEnd.test("aaaaZ")); // false
System.out.println(strAStartAndZEnd.test("aaaaa")); // false

Supplier接口外Function、Consumer、Perdicate還有其他一堆默認(rèn)方法可以用,比如Predicate接口包含了多種默認(rèn)方法,用于處理復(fù)雜的判斷邏輯(and, or);

上面的使用方式都是正常簡(jiǎn)單的使用函數(shù)式接口,當(dāng)函數(shù)式接口遇見了方法引用才真正發(fā)揮他的作用。

方法引用

方法引用的唯一存在的意義就是為了簡(jiǎn)寫Lambda表達(dá)式。

方法引用通過方法的名字來(lái)指向一個(gè)方法,可以使語(yǔ)言的構(gòu)造更緊湊簡(jiǎn)潔,減少冗余代碼。

比如上面章節(jié)使用的

MyFunc4 f43 = String::length; // 這個(gè)地方就用到了方法引用

方法引用使用一對(duì)冒號(hào) ::

相當(dāng)于將String類的實(shí)例方法length賦給MyFunc4接口

public int length() {
    return value.length;
}
interface MyFunc4 {
    int func(String str);
}

這里可能有點(diǎn)問題:方法 int length()的返回值和int func(String str)相同,但是方法參數(shù)不同為什么也能正常賦值給MyFunc4。

可以理解為Java實(shí)例方法有一個(gè)隱藏的參數(shù)第一個(gè)參數(shù)this(類型為當(dāng)前類)

public class Student {
    public void show() {
        // ...
    }
    public void print(int a) {
        // ...
    }
}

實(shí)例方法show()print(int a)相當(dāng)于

public void show(String this);
public void print(String this, int a);

這樣解釋的通為什么MyFunc4 f43 = String::length;可以正常賦值。

String::length;
public int length() {
    return value.length;
}

// 相當(dāng)于
public int length(String str) {
    return str.length();
}
// 這樣看length就和函數(shù)式接口MyFunc4的傳參和返回值就相同了

不只這一種方法引用詳細(xì)分類如下

方法引用分類

類型 引用寫法 Lambda表達(dá)式
靜態(tài)方法引用 ClassName::staticMethod (args) -> ClassName.staticMethod(args)
對(duì)象方法引用 ClassName::instanceMethod (instance, args) -> instance.instanceMethod(args)
實(shí)例方法引用 instance::instanceMethod (args) -> instance.instanceMethod(args)
構(gòu)建方法引用 ClassName::new (args) -> new ClassName(args)
上面的方法就屬于對(duì)象方法引用

記住這個(gè)表格,不用刻意去記,使用Stream時(shí)會(huì)經(jīng)常遇到

有幾種比較特殊的方法引用,一般來(lái)說(shuō)原生類型如int不能做泛型類型,但是int[]可以

IntFunction<int[]> arrFun = int[]::new;
int[] arr = arrFun.apply(10); // 生成一個(gè)長(zhǎng)度為10的數(shù)組

這節(jié)結(jié)束算是把函數(shù)式接口,Lambda表達(dá)式,方法引用等概念串起來(lái)了。

Optional工具

Optional工具是一個(gè)容器對(duì)象,最主要的用途就是為了規(guī)避 NPE(空指針) 異常。構(gòu)造方法是私有的,不能通過new來(lái)創(chuàng)建容器。是一個(gè)不可變對(duì)象,具體原理沒什么可以介紹的,容器源碼整個(gè)類沒500行,本章節(jié)主要介紹使用。

構(gòu)造方法

private Optional(T value) {
    // 傳 null 會(huì)報(bào)空指針異常
    this.value = Objects.requireNonNull(value);
}

創(chuàng)建Optional的方法

empyt返回一個(gè)包含null值的Optional容器

public static<T> Optional<T> empty() {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
    return t;
}

of返回一個(gè)不包含null值的Optional容器,傳null值報(bào)空指針異常

public static <T> Optional<T> of(T value) {
    return new Optional<>(value);
}

ofNullable返回一個(gè)可能包含null值的Optional容器

public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
    return value == null ? empty() : of(value);
}

可以使用的Optional的方法

ifPresent方法,參數(shù)是一個(gè)Consumer,當(dāng)容器內(nèi)的值不為null是執(zhí)行Consumer

Optional<Integer> opt = Optional.of(123);
opt.ifPresent((x) -> {
	System.out.println(opt);
});
// out: 123

get方法,獲取容器值,可能返回空

orElse方法,當(dāng)容器中值為null時(shí),返回orElse方法的入?yún)⒅?/p>

public T orElse(T other) {
    return value != null ? value : other;
}

orElseGet方法,當(dāng)容器中值為null時(shí),執(zhí)行入?yún)?code>Supplier并返回值

public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
    return value != null ? value : other.get();
}

常見用法

// 當(dāng)param為null時(shí) 返回空集合
Optional.ofNullable(param).orElse(Collections.emptyList());
Optional.ofNullable(param).orElseGet(() -> Collections.emptyList());

orElseorElseGet的區(qū)別,orElseGet算是一個(gè)惰性求值的寫法,當(dāng)容器內(nèi)的值不為null時(shí)Supplier不會(huì)執(zhí)行。

平常工作開發(fā)中,也是經(jīng)常通過 orElse 來(lái)規(guī)避 NPE 異常。

這方面不是很困難難主要是后續(xù)Stream有些方法需要會(huì)返回一個(gè)Optional一個(gè)容器對(duì)象。

Stream

Stream可以看作是一個(gè)高級(jí)版的迭代器。增強(qiáng)了Collection的,極大的簡(jiǎn)化了對(duì)集合的處理。

想要使用Stream首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)

創(chuàng)建Stream流的方式

// 方式1,數(shù)組轉(zhuǎn)Stream
Arrays.stream(arr);
// 方式2,數(shù)組轉(zhuǎn)Stream,看源碼of就是方法1的包裝
Stream.of(arr);
// 方式3,調(diào)用Collection接口的stream()方法
List<String> list = new ArrayList<>();
list.stream();

有了Stream自然就少不了操作流

常用Stream流方法

大致可以把對(duì)Stream的操作大致分為兩種類型中間操作終端操作

  • 中間操作是一個(gè)屬于惰式的操作,也就是不會(huì)立即執(zhí)行,每一次調(diào)用中間操作只會(huì)生成一個(gè)標(biāo)記了新的Stream
  • 終端操作會(huì)觸發(fā)實(shí)際計(jì)算,當(dāng)終端操作執(zhí)行時(shí)會(huì)把之前所有中間操作以管道的形式順序執(zhí)行,Stream是一次性的計(jì)算完會(huì)失效

操作Stream會(huì)大量的使用Lambda表達(dá)式,也可以說(shuō)它就是為函數(shù)式編程而生

先提前認(rèn)識(shí)一個(gè)終端操作forEach對(duì)流中每個(gè)元素執(zhí)行一個(gè)操作,實(shí)現(xiàn)一個(gè)打印的效果

// 打印流中的每一個(gè)元素
Stream.of("jerry", "lisa", "moli", "tom", "Demi").forEach(str -> {
    System.out.println(str);
});

forEach的參數(shù)是一個(gè)Consumer可以用方法引用優(yōu)化(靜態(tài)方法引用),優(yōu)化后的結(jié)果為

Stream.of("jerry", "lisa", "moli", "tom", "Demi")
    .forEach(System.out::println);

有這一個(gè)終端操作就可以向下介紹大量的中間操作了

中間操作

中間操作filter:過濾元素

fileter方法參數(shù)是一個(gè)Predicate接口,表達(dá)式傳入的參數(shù)是元素,返回true保留元素,false過濾掉元素

過濾長(zhǎng)度小于3的字符串,僅保留長(zhǎng)度大于4的字符串

Stream.of("jerry", "lisa", "moli", "tom", "Demi")
    // 過濾
    .filter(str -> str.length() > 3)
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
jerry
lisa
moli
Demi
*/

中間操作limit:截?cái)嘣?/p>

限制集合長(zhǎng)度不能超過指定大小

Stream.of("jerry", "lisa", "moli", "tom", "Demi")
    .limit(2)
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
jerry
lisa
*/

中間操作skip:跳過元素(丟棄流的前n元素)

// 丟棄前2個(gè)元素
Stream.of("jerry", "lisa", "moli", "tom", "Demi")
    .skip(2)
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
moli
tom
Demi
*/

中間操作map:轉(zhuǎn)換元素

map傳入的函數(shù)會(huì)被應(yīng)用到每個(gè)元素上將其映射成一個(gè)新的元素

// 為每一個(gè)元素加上 一個(gè)前綴 "name: "
Stream.of("jerry", "lisa", "moli", "tom", "Demi")
    .map(str -> "name: " + str)
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
name: jerry
name: lisa
name: moli
name: tom
name: Demi
*/

中間操作peek:查看元素

peek方法的存在主要是為了支持調(diào)試,方便查看元素流經(jīng)管道中的某個(gè)點(diǎn)時(shí)的情況

下面是一個(gè)JDK源碼中給出的例子

Stream.of("one", "two", "three", "four")
    // 第1次查看
    .peek(e -> System.out.println("第1次 value: " + e))
    // 過濾掉長(zhǎng)度小于3的字符串
    .filter(e -> e.length() > 3)
    // 第2次查看
    .peek(e -> System.out.println("第2次 value: " + e))
    // 將流中剩下的字符串轉(zhuǎn)為大寫
    .map(String::toUpperCase)
    // 第3次查看
    .peek(e -> System.out.println("第3次 value: " + e))
    // 收集為L(zhǎng)ist
    .collect(Collectors.toList());

/*
輸出:
第1次 value: one
第1次 value: two
第1次 value: three
第2次 value: three
第3次 value: THREE
第1次 value: four
第2次 value: four
第3次 value: FOUR
*/

mappeek有點(diǎn)相似,不同的是peek接收一個(gè)Consumer,而map接收一個(gè)Function

當(dāng)然了你非要采用peek修改數(shù)據(jù)也沒人能限制的了

public class User {
    public String name;

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

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

Stream.of(new User("tom"), new User("jerry"))
    .peek(e -> {
        e.name = "US:" + e.name;
    })
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
User{name='US:tom'}
User{name='US:jerry'}
*/

中間操作sorted:排序數(shù)據(jù)

// 排序數(shù)據(jù)
Stream.of(4, 2, 1, 3)
    // 默認(rèn)是升序
    .sorted()
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
1
2
3
4
*/

逆序排序

// 排序數(shù)據(jù)
Stream.of(4, 2, 1, 3)
    // 逆序
    .sorted(Comparator.reverseOrder())
    .forEach(System.out::println
/*
輸出:
4
3
2
1
*/

如果是對(duì)象如何排序,自定義Comparator,切記不要違反自反性,對(duì)稱性,傳遞性原則

public class User {
    public String name;

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

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

// 名稱長(zhǎng)的排前面
Stream.of(new User("tom"), new User("jerry"))
    .sorted((e1, e2) -> {
        return e2.name.length() - e1.name.length();
    })
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
User{name='US:jerry'}
User{name='US:tom'}
*/	

中間操作distinct:去重

注意:必須重寫對(duì)應(yīng)泛型的hashCode()和equals()方法

Stream.of(2, 2, 4, 4, 3, 3, 100)
    .distinct()
    .forEach(System.out::println);
/*
輸出:
2
4
3
100
*/

中間操作flatMap:平鋪流

返回一個(gè)流,該流由通過將提供的映射函數(shù)(flatMap傳入的參數(shù))應(yīng)用于每個(gè)元素而生成的映射流的內(nèi)容替換此流的每個(gè)元素,通俗易懂就是將原來(lái)的Stream中的所有元素都展開組成一個(gè)新的Stream

List<Integer[]> arrList = new ArrayList<>();
arrList.add(arr1);
arrList.add(arr2);
// 未使用
arrList.stream()
    .forEach(e -> {
        System.out.println(Arrays.toString(e));
    });

/*
輸出:
[1, 2]
[3, 4]
*/	

// 平鋪后
arrList.stream()
    .flatMap(arr -> Stream.of(arr))
    .forEach(e -> {
        System.out.println(e);
    });

/*
輸出:
1
2
3
4
*/

終端操作max,min,count:統(tǒng)計(jì)

// 最大值
Optional<Integer> maxOpt = Stream.of(2, 4, 3, 100)
    .max(Comparator.comparing(e -> e));
System.out.println(maxOpt.get()); // 100

// 最小值
Optional<Integer> minOpt = Stream.of(2, 4, 3, 100)
    .min(Comparator.comparing(Function.identity()));
System.out.println(minOpt.get()); // 2

// 數(shù)量
long count = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .count();
System.out.println(count); // 4

上面例子中有一個(gè)點(diǎn)需要注意一下Function.identity()相當(dāng)于 e -> e

看源碼就可以看出來(lái)

static <T> Function<T, T> identity() {
    return t -> t;
}

終端操作findAny:返回任意一個(gè)元素

Optional<String> anyOpt = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .findAny();
System.out.println(anyOpt.orElse(""));
/*
輸出:
one
*/	

終端操作findFirst:返回第一個(gè)元素

Optional<String> firstOpt = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .findFirst();

System.out.println(firstOpt.orElse(""));
/*
輸出:
one
*/	

返回的Optional容器在上面介紹過了,一般配置orElse使用,原因就在于findAnyfindFirst可能返回空空容器,調(diào)用get可能會(huì)拋空指針異常

終端操作allMatch,anyMatch:匹配

// 是否全部為 one 字符串
boolean allIsOne = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .allMatch(str -> Objects.equals("one", str));
System.out.println(allIsOne); // false

allIsOne = Stream.of("one", "one", "one", "one")
    .allMatch(str -> Objects.equals("one", str));
System.out.println(allIsOne); // true

// 是否包含 one 字符串
boolean hasOne = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .anyMatch(str -> Objects.equals("one", str));
System.out.println(hasOne); // true

hasOne = Stream.of("two", "three", "four")
    .anyMatch(str -> Objects.equals("one", str));
System.out.println(hasOne); // false

上面僅僅介紹了一個(gè)forEach終端操作,但是業(yè)務(wù)開發(fā)中更多的是對(duì)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集起來(lái),如下面的一個(gè)例子將元素收集為一個(gè)List集合

終端操作collect:收集元素到集合

collect高級(jí)使用方法很復(fù)雜,常用的用法使用Collectors工具類

收集成List

List<String> list = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(list);
/*
輸出:
[one, two, three, four]
*/	

收集成Set『收集后有去除的效果,結(jié)果集亂序』

Set<String> set = Stream.of("one", "one", "two", "three", "four")
    .collect(Collectors.toSet());
System.out.println(set);
/*
輸出:
[four, one, two, three]
*/	

字符串拼接

String str1 = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .collect(Collectors.joining());
System.out.println(str1); // onetwothreefour
String str2 = Stream.of("one", "two", "three", "four")
    .collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(str2); // one, two, three, four

收集成Map

// 使用Lombok插件
@Data
@AllArgsConstructor
public class User {
    public Integer id;
    public String name;
}

Map<Integer, User> map = Stream.of(new User(1, "tom"), new User(2, "jerry"))
    .collect(Collectors.toMap(User::getId, Function.identity(), (k1, k2) -> k1));
System.out.println(map);
/*
輸出:
{
    1=User(id=1, name=tom), 
    2=User(id=2, name=jerry)
}
*/	

toMap常用的方法簽名

public static <T, K, U>
    Collector<T, ?, Map<K,U>> toMap(Function<? super T, ? extends K> keyMapper,
                                    Function<? super T, ? extends U> valueMapper,
                                    BinaryOperator<U> mergeFunction) {
    return toMap(keyMapper, valueMapper, mergeFunction, HashMap::new);
}
/*
keyMapper:Key 的映射函數(shù)
valueMapper:Value 的映射函數(shù)
mergeFunction:當(dāng) Key 沖突時(shí),調(diào)用的合并方法
*/

數(shù)據(jù)分組

@Data
@AllArgsConstructor
class User {
    public Integer id;
    public String name;
}
Map<String, List<User>> map = Stream.of(
    new User(1, "tom"), new User(2, "jerry"),
    new User(3, "moli"), new User(4, "lisa")
).collect(Collectors.groupingBy(u -> {
    if (u.id % 2 == 0) {
        return "奇";
    }
    return "偶";
}));
System.out.println(map);
/*
輸出:
{
    偶=[User(id=1, name=tom), User(id=3, name=moli)], 
    奇=[User(id=2, name=jerry), User(id=4, name=lisa)]
}
*/	

分組后value 是一個(gè)集合,groupingBy分組還有一個(gè)參數(shù)可以指定下級(jí)收集器,后續(xù)例子中有使用到

Steam例

下面例子用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),如有例子特例會(huì)在例子中單獨(dú)補(bǔ)充

List<Student> studentList = new ArrayList<>();
studentList.add(new Student(1, "tom",    19, "男", "軟工"));
studentList.add(new Student(2, "lisa",   15, "女", "軟工"));
studentList.add(new Student(3, "Ada",    16, "女", "軟工"));
studentList.add(new Student(4, "Dora",   14, "女", "計(jì)科"));
studentList.add(new Student(5, "Bob",    20, "男", "軟工"));
studentList.add(new Student(6, "Farrah", 15, "女", "計(jì)科"));
studentList.add(new Student(7, "Helen",  13, "女", "軟工"));
studentList.add(new Student(8, "jerry",  12, "男", "計(jì)科"));
studentList.add(new Student(9, "Adam",   20, "男", "計(jì)科"));

例1:封裝一個(gè)分頁(yè)函數(shù)

/**
* 分頁(yè)方法
*
* @param list     要分頁(yè)的數(shù)據(jù)
* @param pageNo   當(dāng)前頁(yè)
* @param pageSize 頁(yè)大小
*/
public static <T> List<T> page(Collection<T> list, long pageNo, long pageSize) {
    if (Objects.isNull(list) || list.isEmpty()) {
        return Collections.emptyList();
    }
    return list.stream()
        .skip((pageNo - 1) * pageSize)
        .limit(pageSize)
        .collect(Collectors.toList());
}

List<Student> pageData = page(studentList, 1, 3);
System.out.println(pageData);
/*
輸出:
[
  Student(id=1, name=tom, age=19, sex=男, className=軟工), 
  Student(id=2, name=lisa, age=15, sex=女, className=軟工), 
  Student(id=3, name=Ada, age=16, sex=女, className=軟工)
]
*/

例2:獲取軟工班全部的人員id

List<Integer> idList = studentList.stream()
    .filter(e -> Objects.equals(e.getClassName(), "軟工"))
    .map(Student::getId)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(idList);
/*
輸出:
[1, 2, 3, 5, 7]
*/

例3:收集每個(gè)班級(jí)中的人員名稱列表

Map<String, List<String>> map = studentList.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(
                Student::getClassName,
                Collectors.mapping(Student::getName, Collectors.toList())
        ));
System.out.println(map);
/*
輸出:
{
  計(jì)科=[Dora, Farrah, jerry, Adam], 
  軟工=[tom, lisa, Ada, Bob, Helen]
}
*/

例4:統(tǒng)計(jì)每個(gè)班級(jí)中的人員個(gè)數(shù)

Map<String, Long> map = studentList.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(
        Student::getClassName,
        Collectors.mapping(Function.identity(), Collectors.counting())
    ));
System.out.println(map);
/*
輸出:
{
  計(jì)科=4, 
  軟工=5
}
*/

例5:獲取全部女生的名稱

List<String> allFemaleNameList = studentList.stream()
    .filter(stu -> Objects.equals("女", stu.getSex()))
    .map(Student::getName)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(allFemaleNameList);
/*
輸出:
[lisa, Ada, Dora, Farrah, Helen]
*/

例6:依照年齡排序

// 年齡升序排序
List<Student> stuList1 = studentList.stream()
    // 升序
    .sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge))
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(stuList1);
/*
輸出:
[
Student(id=8, name=jerry, age=12, sex=男, className=計(jì)科), 
Student(id=7, name=Helen, age=13, sex=女, className=軟工), 
Student(id=4, name=Dora, age=14, sex=女, className=計(jì)科), 
Student(id=2, name=lisa, age=15, sex=女, className=軟工), 
Student(id=6, name=Farrah, age=15, sex=女, className=計(jì)科), 
Student(id=3, name=Ada, age=16, sex=女, className=軟工), 
Student(id=1, name=tom, age=19, sex=男, className=軟工), 
Student(id=5, name=Bob, age=20, sex=男, className=軟工), 
Student(id=9, name=Adam, age=20, sex=男, className=計(jì)科)
]
*/

// 年齡降序排序
List<Student> stuList2 = studentList.stream()
    // 降序
    .sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge).reversed())
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(stuList2);
/*
輸出:
[
Student(id=5, name=Bob, age=20, sex=男, className=軟工), 
Student(id=9, name=Adam, age=20, sex=男, className=計(jì)科), 
Student(id=1, name=tom, age=19, sex=男, className=軟工), 
Student(id=3, name=Ada, age=16, sex=女, className=軟工), 
Student(id=2, name=lisa, age=15, sex=女, className=軟工), 
Student(id=6, name=Farrah, age=15, sex=女, className=計(jì)科), 
Student(id=4, name=Dora, age=14, sex=女, className=計(jì)科), 
Student(id=7, name=Helen, age=13, sex=女, className=軟工), 
Student(id=8, name=jerry, age=12, sex=男, className=計(jì)科)
]
*/

例7:分班級(jí)依照年齡排序

該例中和例3類似的處理,都使用到了downstream下游 - 收集器

Map<String, List<Student>> map = studentList.stream()
        .collect(
                Collectors.groupingBy(
                        Student::getClassName,
                        Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), arr -> {
                            return arr.stream()
                                    .sorted(Comparator.comparingInt(Student::getAge))
                                    .collect(Collectors.toList());
                        })
                )
        );
/*
輸出:
{
  計(jì)科 =[
    Student(id = 8, name = jerry, age = 12, sex = 男, className = 計(jì)科), 
    Student(id = 4, name = Dora, age = 14, sex = 女, className = 計(jì)科), 
    Student(id = 6, name = Farrah, age = 15, sex = 女, className = 計(jì)科), 
    Student(id = 9, name = Adam, age = 20, sex = 男, className = 計(jì)科)
  ],
  軟工 =[
    Student(id = 7, name = Helen, age = 13, sex = 女, className = 軟工), 
    Student(id = 2, name = lisa, age = 15, sex = 女, className = 軟工), 
    Student(id = 3, name = Ada, age = 16, sex = 女, className = 軟工), 
    Student(id = 1, name = tom, age = 19, sex = 男, className = 軟工), 
    Student(id = 5, name = Bob, age = 20, sex = 男, className = 軟工)
  ]
}
*/

本例中使用到的downstream的方式更為通用,可以實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)的功能,例3中的方法JDK提供的簡(jiǎn)寫方式

下面是用collectingAndThen的方式實(shí)現(xiàn)和例3相同的功能

Map<String, Long> map = studentList.stream()
        .collect(
                Collectors.groupingBy(
                        Student::getClassName,
                        Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), arr -> {
                            return (long) arr.size();
                        })
                )
        );
/*
輸出:
{
  計(jì)科=4, 
  軟工=5
}
*/

例8:將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為ID和Name對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Map

Map<Integer, String> map = studentList.stream()
    .collect(Collectors.toMap(Student::getId, Student::getName));
System.out.println(map);
/*
輸出:
{
  1=tom, 
  2=lisa, 
  3=Ada, 
  4=Dora, 
  5=Bob, 
  6=Farrah, 
  7=Helen, 
  8=jerry, 
  9=Adam
}
*/

情況1

上面代碼,在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)下正常運(yùn)行,當(dāng)添加多添加一條數(shù)據(jù)

studentList.add(new Student(9, "Adam - 2", 20, "男", "計(jì)科"));

這個(gè)時(shí)候id為9的數(shù)據(jù)有兩條了,這時(shí)候再運(yùn)行上面的代碼就會(huì)出現(xiàn)Duplicate key Adam

也就是說(shuō)調(diào)用toMap時(shí),假設(shè)其中存在重復(fù)的key,如果不做任何處理,會(huì)拋異常

解決異常就要引入toMap方法的第3個(gè)參數(shù)mergeFunction,函數(shù)式接口方法簽名如下

R apply(T t, U u);

代碼修改后如下

Map<Integer, String> map = studentList.stream()
    .collect(Collectors.toMap(Student::getId, Student::getName, (v1, v2) -> {
        System.out.println("value1: " + v1);
        System.out.println("value2: " + v2);
        return v1;
    }));
/*
輸出:
value1: Adam
value2: Adam - 2
{1=tom, 2=lisa, 3=Ada, 4=Dora, 5=Bob, 6=Farrah, 7=Helen, 8=jerry, 9=Adam}
*/

可以看出來(lái)mergeFunction參數(shù)v1為原值,v2為新值

日常開發(fā)中是必須要考慮第3參數(shù)的mergeFunction,一般采用策略如下

// 參數(shù)意義: o 為原值(old),n 為新值(new)
studentList.stream()
    // 保留策略
    .collect(Collectors.toMap(Student::getId, Student::getName, (o, n) -> o));


studentList.stream()
    // 覆蓋策略
    .collect(Collectors.toMap(Student::getId, Student::getName, (o, n) -> n));

在原有的數(shù)據(jù)下增加一條特殊數(shù)據(jù),這條特殊數(shù)據(jù)的namenull

studentList.add(new Student(10, null, 20, "男", "計(jì)科"));

此時(shí)原始代碼情況1的代碼都會(huì)出現(xiàn)空指針異常

解決方式就是toMap的第二參數(shù)valueMapper返回值不能為null,下面是解決的方式

Map<Integer, String> map = studentList.stream()
    .collect(Collectors.toMap(
        Student::getId,
        e -> Optional.ofNullable(e.getName()).orElse(""),
        (o, n) -> o
     ));
System.out.println(map);
/*
輸出:
{1=tom, 2=lisa, 3=Ada, 4=Dora, 5=Bob, 6=Farrah, 7=Helen, 8=jerry, 9=Adam, 10=}
*/
// 此時(shí)沒有空指針異常了

還有一種寫法(參考寫法,不用idea工具編寫代碼,這種寫法沒有意義)

public final class Func {

    /**
     * 當(dāng) func 執(zhí)行結(jié)果為 null 時(shí), 返回 defaultValue
     *
     * @param func         轉(zhuǎn)換函數(shù)
     * @param defaultValue 默認(rèn)值
     * @return
     */
    public static <T, R> Function<T, R> defaultValue(@NonNull Function<T, R> func, @NonNull R defaultValue) {
        Objects.requireNonNull(func, "func不能為null");
        Objects.requireNonNull(defaultValue, "defaultValue不能為null");
        return t -> Optional.ofNullable(func.apply(t)).orElse(defaultValue);
    }

}

Map<Integer, String> map = studentList.stream()
    .collect(Collectors.toMap(
        Student::getId,
        Func.defaultValue(Student::getName, null),
        (o, n) -> o
    ));
System.out.println(map);

這樣寫是為了使用像idea這樣的工具時(shí),Func.defaultValue(Student::getName, null)調(diào)用第二個(gè)參數(shù)傳null會(huì)有一個(gè)告警的標(biāo)識(shí)『不關(guān)閉idea的檢查就會(huì)有warning提示』。

綜上就是toMap的使用注意點(diǎn),

key映射的id有不能重復(fù)的限制,value映射的name也有不能有null,解決方式也在下面有提及

例9:封裝一下關(guān)于Stream的工具類

工作中使用Stream最多的操作都是對(duì)于集合來(lái)的,有時(shí)Stream使用就是一個(gè)簡(jiǎn)單的過濾filter或者映射map操作,這樣就出現(xiàn)了大量的.collect(Collectors.toMap(..., ..., ...)).collect(Collectors.toList()),有時(shí)還要再調(diào)用之前檢測(cè)集合是否為null,下面就是對(duì)Stream的單個(gè)方法進(jìn)行封裝

public final class CollUtils {

    /**
     * 過濾數(shù)據(jù)集合
     *
     * @param collection 數(shù)據(jù)集合
     * @param filter     過濾函數(shù)
     * @return
     */
    public static <T> List<T> filter(Collection<T> collection, Predicate<T> filter) {
        if (isEmpty(collection)) {
            return Collections.emptyList();
        }
        return collection.stream()
                .filter(filter)
                .collect(Collectors.toList());
    }

    /**
     * 獲取指定集合中的某個(gè)屬性
     *
     * @param collection 數(shù)據(jù)集合
     * @param attrFunc   屬性映射函數(shù)
     * @return
     */
    public static <T, R> List<R> attrs(Collection<T> collection, Function<T, R> attrFunc) {
        return attrs(collection, attrFunc, true);
    }

    /**
     * 獲取指定集合中的某個(gè)屬性
     *
     * @param collection  數(shù)據(jù)集合
     * @param attrFunc    屬性映射函數(shù)
     * @param filterEmpty 是否過濾空值 包括("", null, [])
     * @return
     */
    public static <T, R> List<R> attrs(Collection<T> collection, Function<T, R> attrFunc, boolean filterEmpty) {
        if (isEmpty(collection)) {
            return Collections.emptyList();
        }
        Stream<R> rStream = collection.stream().map(attrFunc);
        if (!filterEmpty) {
            return rStream.collect(Collectors.toList());
        }
        return rStream.filter(e -> {
            if (Objects.isNull(e)) {
                return false;
            }
            if (e instanceof Collection) {
                return !isEmpty((Collection<?>) e);
            }
            if (e instanceof String) {
                return ((String) e).length() > 0;
            }
            return true;
        }).collect(Collectors.toList());
    }


    /**
     * 轉(zhuǎn)換為map, 有重復(fù)key時(shí), 使用第一個(gè)值
     *
     * @param collection  數(shù)據(jù)集合
     * @param keyMapper   key映射函數(shù)
     * @param valueMapper value映射函數(shù)
     * @return
     */
    public static <T, K, V> Map<K, V> toMap(Collection<T> collection,
                                            Function<T, K> keyMapper,
                                            Function<T, V> valueMapper) {
        if (isEmpty(collection)) {
            return Collections.emptyMap();
        }
        return collection.stream()
                .collect(Collectors.toMap(keyMapper, valueMapper, (k1, k2) -> k1));
    }

    /**
     * 判讀集合為空
     *
     * @param collection 數(shù)據(jù)集合
     * @return
     */
    public static boolean isEmpty(Collection<?> collection) {
        return Objects.isNull(collection) || collection.isEmpty();
    }
}

如果單次使用Stream都在一個(gè)函數(shù)中可能出現(xiàn)大量的冗余代碼,如下

// 獲取id集合
List<Integer> idList = studentList.stream()
    .map(Student::getId)
    .collect(Collectors.toList());
// 獲取id和name對(duì)應(yīng)的map
Map<Integer, String> map = studentList.stream()
    .collect(Collectors.toMap(Student::getId, Student::getName, (k1, k2) -> k1));
// 過濾出 軟工 班級(jí)的人員
List<Student> list = studentList.stream()
    .filter(e -> Objects.equals(e.getClassName(), "軟工"))
    .collect(Collectors.toList());

使用工具類

// 獲取id集合
List<Integer> idList = CollUtils.attrs(studentList, Student::getId);
// 獲取id和name對(duì)應(yīng)的map
Map<Integer, String> map = CollUtils.toMap(studentList, Student::getId, Student::getName);
// 過濾出 軟工 班級(jí)的人員
List<Student> list = CollUtils.filter(studentList, e -> Objects.equals(e.getClassName(), "軟工"));

工具類旨在減少單次使用Stream時(shí)出現(xiàn)的冗余代碼,如toMaptoList,同時(shí)也進(jìn)行了為null判斷

總結(jié)

本篇介紹了函數(shù)式接口,LambdaOptional,方法引用, Stream等一系列知識(shí)點(diǎn)

也是工作中經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間積累終結(jié)下來(lái)的,比如例5中每一個(gè)操作都換一行,這樣不完全是為了格式化好看

List<String> allFemaleNameList = studentList.stream()
    .filter(stu -> Objects.equals("女", stu.getSex()))
    .map(Student::getName)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(allFemaleNameList);
// 這樣寫 .filter 和 .map 的函數(shù)表達(dá)式中報(bào)錯(cuò)可以看出來(lái)是那一行

如果像下面這樣寫,報(bào)錯(cuò)是就會(huì)指示到一行上不能直接看出來(lái)是.filter還是.map報(bào)的錯(cuò),并且這樣寫也顯得擁擠

List<String> allFemaleNameList = studentList.stream().filter(stu -> Objects.equals("女", stu.getSex())).map(Student::getName).collect(Collectors.toList());
System.out.println(allFemaleNameList);

Stream的使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止本篇文章介紹到的,比如一些同類的IntStream,LongStream,DoubleStream都是大同小異,只要把Lambda搞熟其他用法都一樣

學(xué)習(xí)Stream流一定要結(jié)合場(chǎng)景來(lái),同時(shí)也要注意Stream需要規(guī)避的一些風(fēng)險(xiǎn),如toMap的注意點(diǎn)(例8有詳細(xì)介紹)。

還有一些高級(jí)用法downstream下游 - 收集器等(例4,例7)。

以上就是JDK8中Stream使用解析的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于JDK8中Stream使用的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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