Java中Stream?API的使用示例詳解

更新時(shí)間：2023年11月22日 14:00:55 作者：架構(gòu)成長指南

Java?在?Java?8?中提供了一個(gè)新的附加包,稱為?java.util.stream,該包由類、接口和枚舉組成,允許對(duì)元素進(jìn)行函數(shù)式操作,?本文主要介紹了Java中Stream?API的具體使用,感興趣的小伙伴可以了解下

1. 創(chuàng)建一個(gè)空的Stream
2.從集合中創(chuàng)建流
3. 從數(shù)組中創(chuàng)建流對(duì)象
4. 使用Stream過濾一個(gè)集合示例
5. 使用Stream過濾和遍歷集合
6.使用Collectors方法求和
7. 使用Stream查找年齡最大和最小的學(xué)生
8. 使用Stream轉(zhuǎn)換List為Map
9. 使用Stream把List對(duì)象轉(zhuǎn)換為另一個(gè)List對(duì)象

Java 在 Java 8 中提供了一個(gè)新的附加包，稱為 java.util.stream。該包由類、接口和枚舉組成，允許對(duì)元素進(jìn)行函數(shù)式操作。您可以通過在程序中導(dǎo)入 java.util.stream包來使用流。

Stream提供以下功能

Stream不存儲(chǔ)元素。它只是通過計(jì)算操作的管道傳送來自數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)組或 I/O 通道等源的元素。

Stream本質(zhì)上是函數(shù)式的，對(duì)流執(zhí)行的操作不會(huì)修改其源。例如，過濾從集合獲取的 Stream 會(huì)生成一個(gè)沒有過濾元素的新 Stream，而不是從源集合中刪除元素。

Stream是惰性的，僅在需要時(shí)才計(jì)算代碼，在流的生命周期中，流的元素僅被訪問一次。

與迭代器一樣，必須生成新流才能重新訪問源中的相同元素。

您可以使用 Stream 來過濾、收集、打印以及從一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。

Stream API 示例

1. 創(chuàng)建一個(gè)空的Stream

在創(chuàng)建空流時(shí)，應(yīng)使用 empty() 方法：

Stream<String> stream = Stream.empty();
stream.forEach(System.out::println);

通常情況下，在創(chuàng)建時(shí)會(huì)使用 empty() 方法，以避免在沒有元素的流中返回 null：

public Stream<String> streamOf(List<String> list) {
    return list == null || list.isEmpty() ? Stream.empty() : list.stream();
}

2.從集合中創(chuàng)建流

import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamCreationExamples {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        Collection<String> collection = Arrays.asList("JAVA", "J2EE", "Spring", "Hibernate");
        Stream<String> stream2 = collection.stream();
        stream2.forEach(System.out::println);

        List<String> list = Arrays.asList("JAVA", "J2EE", "Spring", "Hibernate");
        Stream<String> stream3 = list.stream();
        stream3.forEach(System.out::println);

        Set<String> set = new HashSet<>(list);
        Stream<String> stream4 = set.stream();
        stream4.forEach(System.out::println);
    }
}

輸出

JAVA
J2EE
Spring
Hibernate
JAVA
J2EE
Spring
Hibernate
JAVA
Hibernate
J2EE
Spring

3. 從數(shù)組中創(chuàng)建流對(duì)象

數(shù)組可以是流的源，也可以從現(xiàn)有數(shù)組或數(shù)組的一部分創(chuàng)建數(shù)組：

import java.util.Arrays;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamCreationExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用Arrays.stream()創(chuàng)建流
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        Stream<Integer> stream1 = Arrays.stream(numbers);
        System.out.println("Using Arrays.stream():");
        stream1.forEach(System.out::println);

        // 使用Stream.of()創(chuàng)建流
        String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"};
        Stream<String> stream2 = Stream.of(names);
        System.out.println("Using Stream.of():");
        stream2.forEach(System.out::println);

        // 使用Stream.builder()創(chuàng)建流
        String[] colors = {"Red", "Green", "Blue"};
        Stream.Builder<String> builder = Stream.builder();
        for (String color : colors) {
            builder.add(color);
        }
        Stream<String> stream3 = builder.build();
        System.out.println("Using Stream.builder():");
        stream3.forEach(System.out::println);
    }
}

輸出

Using Arrays.stream():
1
2
3
4
5
Using Stream.of():
Alice
Bob
Charlie
Using Stream.builder():
Red
Green
Blue

4. 使用Stream過濾一個(gè)集合示例

在下面的示例中，我們不使用流過濾數(shù)據(jù)，看看代碼是什么樣的，同時(shí)我們?cè)诮o出一個(gè)使用stream過濾的示例，對(duì)比一下

不使用Stream過濾一個(gè)集合示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FilterWithoutStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(10);
        numbers.add(20);
        numbers.add(30);
        numbers.add(40);
        numbers.add(50);

        List<Integer> filteredNumbers = new ArrayList<>();
        for (Integer number : numbers) {
            if (number > 30) {
                filteredNumbers.add(number);
            }
        }

        System.out.println("Filtered numbers (without Stream):");
        for (Integer number : filteredNumbers) {
            System.out.println(number);
        }
    }
}

輸出：

Filtered numbers (without Stream):
40
50

使用 Stream 過濾集合示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FilterWithStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(10);
        numbers.add(20);
        numbers.add(30);
        numbers.add(40);
        numbers.add(50);

        List<Integer> filteredNumbers = numbers.stream()
                .filter(number -> number > 30)
                .toList();

        System.out.println("Filtered numbers (with Stream):");
        filteredNumbers.forEach(System.out::println);
    }
}

輸出：

Filtered numbers (with Stream):
40
50

前后我們對(duì)比一下，可以看到，使用 Stream 進(jìn)行集合過濾可以更加簡潔和直觀，減少了手動(dòng)迭代和添加元素的步驟。它提供了一種聲明式的編程風(fēng)格，使代碼更易讀、可維護(hù)和可擴(kuò)展。

5. 使用Stream過濾和遍歷集合

在下面的示例中，我們使用 filter() 方法進(jìn)行過濾，使用 forEach() 方法對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行迭代：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FilterAndIterateWithStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");
        names.add("David");
        names.add("Eve");

        System.out.println("Filtered names starting with 'A':");
        names.stream()
                .filter(name -> name.startsWith("A"))
                .forEach(System.out::println);
    }
}

輸出

Filtered names starting with 'A':
Alice

在上述示例中，我們有一個(gè)字符串列表 names，其中包含了一些名字。
我們使用 Stream 進(jìn)行過濾和迭代操作以查找以字母 "A" 開頭的名字。

6.使用Collectors方法求和

我們還可以使用Collectors計(jì)算數(shù)值之和。

在下面的示例中，我們使用Collectors類及其指定方法計(jì)算所有產(chǎn)品價(jià)格的總和。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class SumByUsingCollectorsMethods {
    public static void main(String[] args) {
        List < Product > productsList = new ArrayList < Product > ();
        productsList.add(new Product(1, "HP Laptop", 25000f));
        productsList.add(new Product(2, "Dell Laptop", 30000f));
        productsList.add(new Product(3, "Lenevo Laptop", 28000f));
        productsList.add(new Product(4, "Sony Laptop", 28000f));
        productsList.add(new Product(5, "Apple Laptop", 90000f));
        
        double totalPrice3 = productsList.stream()
            .collect(Collectors.summingDouble(product -> product.getPrice()));
        System.out.println(totalPrice3);

    }
}

輸出

201000.0

7. 使用Stream查找年齡最大和最小的學(xué)生

假設(shè)有一個(gè) Student 類具有 name 和 age 屬性。我們可以使用 Stream 來查找學(xué)生集合中年齡的最大和最小值，并打印出相應(yīng)的學(xué)生信息。以下是一個(gè)示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

public class StudentStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        students.add(new Student("Alice", 20));
        students.add(new Student("Bob", 22));
        students.add(new Student("Charlie", 19));
        students.add(new Student("David", 21));

        // 查找年齡最大的學(xué)生
        Optional<Student> maxAgeStudent = students.stream()
                .max(Comparator.comparingInt(Student::getAge));

        // 查找年齡最小的學(xué)生
        Optional<Student> minAgeStudent = students.stream()
                .min(Comparator.comparingInt(Student::getAge));

        // 打印最大和最小年齡的學(xué)生信息
        System.out.println("Student with maximum age:");
        maxAgeStudent.ifPresent(System.out::println);

        System.out.println("Student with minimum age:");
        minAgeStudent.ifPresent(System.out::println);
    }
}

class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

輸出：

Student with maximum age:
Student{name='Bob', age=22}
Student with minimum age:
Student{name='Charlie', age=19}

8. 使用Stream轉(zhuǎn)換List為Map

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

public class StudentStreamToMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> students = new ArrayList<>();
        students.add(new Student("Alice", 20));
        students.add(new Student("Bob", 22));
        students.add(new Student("Charlie", 19));
        students.add(new Student("David", 21));

        // 將學(xué)生列表轉(zhuǎn)換為 Map，以姓名為鍵，學(xué)生對(duì)象為值
        Map<String, Student> studentMap = students.stream()
                .collect(Collectors.toMap(Student::getName, student -> student));

        // 打印學(xué)生 Map
        for (Map.Entry<String, Student> entry : studentMap.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }
    }
}

class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

輸出

David: Student{name='David', age=21}
Bob: Student{name='Bob', age=22}
Charlie: Student{name='Charlie', age=19}
Alice: Student{name='Alice', age=20}

在上面示例中，我們使用Collectors.toMap() 方法將學(xué)生列表轉(zhuǎn)換為 Map。我們指定了鍵提取器 Student::getName，將學(xué)生的姓名作為鍵。對(duì)于值提取器，我們使用了一個(gè)匿名函數(shù) student -> student，它返回學(xué)生對(duì)象本身作為值。

9. 使用Stream把List對(duì)象轉(zhuǎn)換為另一個(gè)List對(duì)象

假設(shè)我們有一個(gè) Person 類，其中包含姓名和年齡屬性。我們可以使用 Stream 來將一個(gè) List 對(duì)象轉(zhuǎn)換為另一個(gè) List 對(duì)象，其中只包含人員的姓名。以下是一個(gè)示例：

  import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class ListTransformationExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> persons = new ArrayList<>();
        persons.add(new Person("Alice", 20));
        persons.add(new Person("Bob", 22));
        persons.add(new Person("Charlie", 19));

        // 將 Person 列表轉(zhuǎn)換為只包含姓名的 String 列表
        List<String> names = persons.stream()
                .map(Person::getName)
                .collect(Collectors.toList());

        // 打印轉(zhuǎn)換后的姓名列表
        System.out.println(names);
    }
}

class Person {
    private String name;
    private int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

輸出：