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Java如何實現(xiàn)一個簡化版的Stream框架

更新時間：2024年10月23日 08:50:59 作者：程序員Hank

這篇文章主要為大家詳細介紹了一個簡化版的 Stream 實現(xiàn),展示了如何通過延遲執(zhí)行來處理數(shù)據(jù)流,感興趣的小伙伴可以跟隨小編一學習一下

Java 的 Stream API 中，延遲執(zhí)行（Lazy Evaluation）的核心在于中間操作不會立即執(zhí)行，而是在遇到終端操作時，整個操作鏈才會執(zhí)行。這種機制通過將中間操作記錄為一系列的操作步驟，只有在需要結(jié)果時，才將這些操作應用于數(shù)據(jù)源。

可以通過記錄操作鏈的思想來模擬 Stream 的延遲執(zhí)行機制。簡單來說，我們可以實現(xiàn)一個自定義的類來存儲這些操作，并在遇到終端操作時一次性執(zhí)行。

下面是一個簡化版的 Stream 實現(xiàn)，展示了如何通過延遲執(zhí)行來處理數(shù)據(jù)流。

簡單實現(xiàn)的延遲執(zhí)行 Stream 類

import java.util.*;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Predicate;

public class SimpleStream<T> {
    private final List<T> source;  // 原始數(shù)據(jù)
    private final List<Function<List<T>, List<T>>> operations = new ArrayList<>(); // 用于存儲操作鏈

    public SimpleStream(List<T> source) {
        this.source = source;
    }

    // 中間操作：filter
    public SimpleStream<T> filter(Predicate<T> predicate) {
        operations.add(list -> {
            List<T> result = new ArrayList<>();
            for (T item : list) {
                if (predicate.test(item)) {
                    result.add(item);
                }
            }
            return result;
        });
        return this;
    }

    // 中間操作：map
    public <R> SimpleStream<R> map(Function<T, R> mapper) {
        // 通過 Function 將當前 SimpleStream 轉(zhuǎn)換為新類型的 SimpleStream
        SimpleStream<R> newStream = new SimpleStream<>(null);
        operations.add(list -> {
            List<R> result = new ArrayList<>();
            for (T item : list) {
                result.add(mapper.apply(item));
            }
            return result;
        });
        newStream.operations.addAll(this.operations); // 繼承父級操作鏈
        return newStream;
    }

    // 終端操作：forEach，觸發(fā)延遲執(zhí)行
    public void forEach(java.util.function.Consumer<T> consumer) {
        List<T> result = applyOperations(source); // 在終端操作時應用所有中間操作
        for (T item : result) {
            consumer.accept(item);
        }
    }

    // 終端操作：collect
    public List<T> collect() {
        return applyOperations(source); // 在終端操作時應用所有中間操作
    }

    // 應用所有操作
    private List<T> applyOperations(List<T> input) {
        List<T> result = input;
        for (Function<List<T>, List<T>> operation : operations) {
            result = operation.apply(result); // 按順序應用所有的操作
        }
        return result;
    }

    // 工廠方法：創(chuàng)建 SimpleStream
    public static <T> SimpleStream<T> of(List<T> source) {
        return new SimpleStream<>(source);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 示例使用
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

        SimpleStream.of(numbers)
                .filter(x -> x > 2) // 延遲執(zhí)行的過濾操作
                .map(x -> x * 2)    // 延遲執(zhí)行的映射操作
                .forEach(System.out::println); // 終端操作觸發(fā)執(zhí)行
    }
}

代碼說明

源數(shù)據(jù)：source 存儲原始的數(shù)據(jù)列表，延遲執(zhí)行的所有操作都基于該列表。
操作鏈：operations 是一個 List<Function<List<T>, List<T>>>，用于存儲中間操作。每個中間操作被表示為一個函數(shù)，該函數(shù)接收并返回一個列表。
中間操作（filter 和 map）：這些操作不會立即執(zhí)行，而是將對應的操作邏輯以函數(shù)形式存儲在 operations 中。filter 和 map 分別通過謂詞和映射函數(shù)操作數(shù)據(jù)。
終端操作（forEach 和 collect）：終端操作會觸發(fā)數(shù)據(jù)流的執(zhí)行，在這時，所有的中間操作被按順序應用到原始數(shù)據(jù)上。applyOperations() 方法負責遍歷 operations，依次執(zhí)行操作鏈上的每一個操作。
示例：在 main() 方法中，鏈式調(diào)用 filter 和 map 操作，最后通過 forEach 觸發(fā)計算并打印出結(jié)果。

運行結(jié)果

6
8
10

總結(jié)

延遲執(zhí)行的核心思想是將中間操作的邏輯存儲起來，而不立即對數(shù)據(jù)進行處理。只有在終端操作（如 forEach、collect）被調(diào)用時，才會真正執(zhí)行操作鏈中的所有步驟。
在這個簡單的實現(xiàn)中，每個中間操作都存儲為一個函數(shù)（Function<List<T>, List<T>>），在終端操作時依次應用這些函數(shù)。

這個實現(xiàn)展示了如何通過存儲操作鏈并延遲執(zhí)行來實現(xiàn)類似 Stream 的處理方式。

到此這篇關(guān)于Java如何實現(xiàn)一個簡化版的Stream框架的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java簡化Stream框架內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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