Steam流

Steam流

Stream 流是什么，为什么要用它？

• Stream是 Java8 新引入的一个包（ java.util.stream），它让我们能用声明式的方式处理数据（集合、数组等）。
• Stream流式处理相较于传统方法简洁高效，也便于进行并发编程。

Stream 是 Java8 的一大亮点，是对容器对象功能的增强，它专注于对容器对象进行各种非常便利、高效的聚合操作（aggregate operation）或者大批量数据操作。

Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。

Stream API 借助于同样新出现的 Lambda 表达式，极大的提高编程效率和程序可读性。

同时，它提供串行和并行两种模式进行汇聚操作，并发模式能够充分利用多核处理器的优势，使用 fork/join 并行方式来拆分任务和加速处理过程。

所以说，Java8 中首次出现的 java.util.stream 是一个函数式语言+多核时代综合影响的产物。

Stream 流的使用

** 简单综合案例**

问题和需求：在一个字符串集合中找出以“阿”开头的长度为 3 的字符串并打印。

传统方法：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class Demo02NormalFilter {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("阿拉贡");list.add("阿尔玟");list.add("埃尔隆德");list.add("凯兰崔尔");list.add("瑟兰督伊");List<String> zhangList = new ArrayList<>();for (String name : list) {if (name.startsWith("阿")) {zhangList.add(name);}}List<String> shortList = new ArrayList<>();for (String name : zhangList) {if (name.length() == 3) {shortList.add(name);}}for (String name : shortList) {System.out.println(name);}}
}

这里我们可以看到传统的方法中含有三个循环，每一个作用不同：

• 首先筛选所有姓“阿”的人
• 然后筛选名字有三个字的人
• 最后进行对结果进行打印输出

这样的处理过程代码冗长，导致代码可读性较差，效率也比较低。而使用 Stream 来进行处理就能使代码优雅地多。

Stream 流式处理方法：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;public class Demo02NormalFilter {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();list.add("阿拉贡");list.add("阿尔玟");list.add("埃尔隆德");list.add("凯兰崔尔");list.add("瑟兰督伊");list.stream().filter(s ‐> s.startsWith("阿")).filter(s ‐> s.length() == 3).forEach(System.out::println);}
}

利用 Stream 流中的方法再结合函数式接口和 Lambda 表达式，我们的代码就能变得格外简洁明了。

** 获取流**

①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。

import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;public class Demo04GetStream {public static void main(String[] args) {List<String> list = new ArrayList<>();Stream<String> stream1 = list.stream();Set<String> set = new HashSet<>();Stream<String> stream2 = set.stream();Vector<String> vector = new Vector<>();Stream<String> stream3 = vector.stream();}
}

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②根据 Map 获取流

java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口，且其 K-V 数据结构不符合流元素的单一特征，所以获取对应的流需要分 key、value 或 entry 等情况：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Stream;public class Demo05GetStream {public static void main(String[] args) {Map<String, String> map = new HashMap<>();//Stream流的转化需要单列数据，那么我们就先把map里面的数据变成单列的再转化为流Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();Stream<String> valueStream = map.values().stream();Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();}
}

③根据数组获取流

如果使用的不是集合或映射而是数组，由于数组对象不可能添加默认方法，所以 Stream 接口中提供了静态方法 of ，使用很简单：

import java.util.stream.Stream;public class Demo06GetStream {public static void main(String[] args) {String[] array = { "阿拉贡", "阿尔玟", "埃尔隆德", "凯兰崔尔"，"瑟兰督伊" };Stream<String> stream = Stream.of(array);}
}

** 常用方法**

流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的 API。

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。（如果想知道更多方法，建议自行参考 API 文档）

接下来我会介绍两个终结方法 count 和 forEach 方法。

①逐一处理：forEach

虽然方法名字叫 forEach ，但是与 for 循环中的“for-each”语句是不一样的，该方法接收一个 Consumer 接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。

方法签名：

void forEach(Consumer<? super T> action);

基本使用：

import java.util.stream.Stream;public class Demo12StreamForEach {public static void main(String[] args) {Stream<String> stream = Stream.of("阿拉贡", "阿尔玟", "埃尔隆德");stream.forEach(name‐> System.out.println(name));}
}

筛选：filter

可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。该方法接收一个 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。

方法签名：

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

基本使用：

import java.util.stream.Stream;public class Demo07StreamFilter {public static void main(String[] args) {Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡", "阿尔玟", "埃尔隆德");Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("阿"));}
}

在这里通过 Lambda 表达式来指定了筛选的条件：必须以“阿”开头。

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。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。

方法签名：

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

基本使用：

import java.util.stream.Stream;public class Demo08StreamMap {public static void main(String[] args) {Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18");Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str));}
}

这段代码中， map 方法的参数通过方法引用，将字符串类型转换成为了 int 类型（并自动装箱为 Integer 类对象）。

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。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）。

方法签名：

long count();

基本使用：

import java.util.stream.Stream;public class Demo09StreamCount {public static void main(String[] args) {Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡", "阿尔玟", "埃尔隆德");Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("阿"));System.out.println(result.count()); // 2}
}

取用前几个：limit

limit 方法可以对流进行截取，只取用前 n 个。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。

方法签名：

Stream<T> limit(long maxSize);

基本使用：

import java.util.stream.Stream;public class Demo10StreamLimit {public static void main(String[] args) {Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡", "阿尔玟", "埃尔隆德");Stream<String> result = original.limit(2);System.out.println(result.count()); // 2}
}

跳过前几个：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。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。

方法签名：

Stream<T> skip(long n);

基本使用：

import java.util.stream.Stream;public class Demo11StreamSkip {public static void main(String[] args) {Stream<String> original = Stream.of("阿拉贡", "阿尔玟", "埃尔隆德");Stream<String> result = original.skip(2);System.out.println(result.count()); // 1}
}

②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。

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

方法签名：

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

基本使用：

import java.util.stream.Stream;public class Demo12StreamConcat {public static void main(String[] args) {Stream<String> streamA = Stream.of("阿拉贡");Stream<String> streamB = Stream.of("阿尔玟");Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);}
}