Java 8 新特性——Lambda 表达式（2）

一、Java Stream API

Java Stream函数式编程接口最初在Java 8中引入，并且与 lambda 一起成为Java开发里程碑式的功能特性，它极大的方便了开放人员处理集合类数据的效率。

Java Stream就是一个数据流经的管道，并且在管道中对数据进行操作，然后流入下一个管道。有学过linux 管道的同学应该会很容易就理解。在没有Java Stram之前，对于集合类的操作，更多的是通过for循环。大家从后文中就能看出Java Stream相对于for 循环更加简洁、易用、快捷。

管道的功能包括：Filter（过滤）、Map(映射)、sort(排序）等，集合数据通过Java Stream管道处理之后，转化为另一组集合或数据输出。

二、Stream API代替for循环

先来看一个例子：

List<String> nameStrs = Arrays.asList("Monkey", "Lion", "Giraffe","Lemur");

List<String> list = nameStrs.stream()
        .filter(s -> s.startsWith("L"))
        .map(String::toUpperCase)
        .sorted()
        .collect(toList());
System.out.println(list);

• 首先，我们使用Stream()函数，将一个List转换为管道流。
• 调用filter函数过滤数组元素，过滤方法使用lambda表达式，以L开头的元素返回true被保留，其他的List元素被过滤掉。
• 然后调用Map函数对管道流中每个元素进行处理，字母全部转换为大写。
• 然后调用sort函数，对管道流中数据进行排序。默认情况下，使用 sorted() 方法进行排序时，会按照自然顺序进行排序。对于字符串来说，自然顺序即按照字母的升序进行排序。sorted() 方法对转换为大写形式后的字符串进行排序。因为大写字母的 Unicode 值小于相应的小写字母，所以在排序时会先排列大写字母，然后是小写字母。
• 最后调用collect函数toList，将管道流转换为List返回。

最终的输出结果是：[LEMUR, LION]。

当然如果想要根据其他规则进行排序，可以使用 sorted(Comparator) 方法，并提供一个自定义比较器 来指定排序的规则。比如可以使用 sorted((str1, str2) -> str1.length() - str2.length()) 来按字符串长度进行排序。

import java.util.Comparator;

public class StringLengthComparator implements Comparator<String> {
    @Override
    public int compare(String str1, String str2) {
        return str1.length() - str2.length();
    }
}

创建了一个名为 StringLengthComparator 的类，它实现了 Comparator<String> 接口。这个接口要求我们实现 compare 方法来定义元素之间的排序规则。

在 compare 方法中，使用 str1.length() - str2.length() 来比较两个字符串的长度。如果 str1 的长度小于 str2 的长度，返回一个负值。如果 str1 的长度大于 str2 的长度，返回一个正值。如果 str1 和 str2 的长度相等，返回 0。通过传递 new StringLengthComparator() 给 sorted() 方法，可以按照字符串长度进行排序。

List<String> sortedList = nameStrs.stream()
        .filter(s -> s.startsWith("L"))
        .map(String::toUpperCase)
        .sorted(new StringLengthComparator())
        .collect(Collectors.toList());

System.out.println(sortedList);

当然，使用Java 8之前的方法来实现对一个string列表进行排序：

List<String> names = Arrays.asList("peter", "anna", "mike", "xenia");
Collections.sort(names, new Comparator<String>() {
    @Override
    public int compare(String a, String b) {
        return b.compareTo(a);
    }
});

使用 Lambda 表达式后的效果是：

Collections.sort(names, (String a, String b) -> {
    return b.compareTo(a);
});
// 只有一条逻辑语句，可以省略大括号
Collections.sort(names, (String a, String b) -> b.compareTo(a));
// 可以省略入参类型
Collections.sort(names, (a, b) -> b.compareTo(a));

三、将数组转换为管道流

使用Stream.of()方法，将数组转换为管道流。

String[] array = {"Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur"};
Stream<String> nameStrs2 = Stream.of(array);

Stream<String> nameStrs3 = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur");

四、将集合类对象转换为管道流

通过调用集合类的stream()方法，将集合类对象转换为管道流。

List<String> list = Arrays.asList("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur");
Stream<String> streamFromList = list.stream();

Set<String> set = new HashSet<>(list);
Stream<String> streamFromSet = set.stream();

五、将文本文件转换为管道流

通过Files.lines方法将文本文件转换为管道流，Paths.get()方法作用就是获取文件，是Java NIO的API也就是说：我们可以很方便的使用Java Stream加载文本文件，然后逐行的对文件内容进行处理。

Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("file.txt"));

六、转换成流后面的操作

一旦将数组或一组值转换为流，你就可以使用流的各种操作方法对其进行处理和操作。下面是一些示例操作：

①、遍历流中的元素：

Stream<String> nameStrs2 = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur"); 
nameStrs2.forEach(System.out::println);

②、过滤流中的元素：

Stream<String> nameStrs2 = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur");
Stream<String> filteredStream = nameStrs2.filter(s -> s.startsWith("L"));

③、对流中的元素进行转换：

Stream<String> nameStrs2 = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur");
Stream<String> upperCaseStream = nameStrs2.map(String::toUpperCase);

④、对流中的元素进行排序：

Stream<String> nameStrs2 = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur");
Stream<String> sortedStream = nameStrs2.sorted();

⑤、对流中的元素进行聚合操作：

Stream<String> nameStrs2 = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur");
Optional<String> longestString = nameStrs2.max(Comparator.comparingInt(String::length));

⑥、收集流中的元素到集合中：

Stream<String> nameStrs2 = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur");
List<String> stringList = nameStrs2.collect(Collectors.toList());