Java Stream流指南：优雅处理集合数据

熬夜磕代码丶2024-03-06 22:32

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一、为什么要使用stream流呢？

想必我们在日常编程中，会经常进行数据的处理，我们先来看看没有stram流时，我们的操作方式，我们想要收集姓赵的学生姓名。

java 复制代码 
public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵坤","张良","赵雯");
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        list.forEach(s -> {
            if(s.startsWith("赵")) {
                list1.add(s);
            }
        });
        list1.forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}

这是我们在没有接触到Stream流时的操作方法，虽然使用lambda简化写法了，但还是不够优雅。

下面我使用Stream流的方式来操作一下：

java 复制代码 
public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵坤","张良","赵雯");
        list.stream().filter(s -> s.startsWith("赵")).forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}

使用Stream流后的操作是不是比刚开始的操作要优雅许多，大家先不用管这块代码怎么写的，我会在下面一一讲解到。

二、如何获取Stream流？

我们可以简单理解Stream流就是一条流水线。

Stream流的作用： 结合Lambda表达式，简化集合、数组的操作

Stream流的使用步骤：

  1. 先得到一条Stream流(流水线)，并把数据放上去
  2. 利用Stream流中的API进行各种操作(过滤、转换、统计、打印等)
获取方式 方法名 说明
单列集合 default Stream stream() Collection中的默认方法
双列集合 无 无法直接使用stream流，需要先转为单列集合
数组 publis static Stream stream(T[] array) Arrays工具类中的静态方法
零散数据 public static Stream of(T... values) Stream接口中的静态方法

单列集合：

我们可以发现单列集合可以直接调用stream方法获取Stream流。

我们使用下stream流的forEach方法，顾名思义就是打印方法。

我们可以看到forEach方法的参数是一个函数式接口，所以我们可以使用lambda表达式简化，我们先写一下匿名内部类的写法:

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵坤","张良","赵雯");
        Stream<String> stream = list.stream();
        stream.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });
    }

然后我们在使用lambda表达式对匿名内部类进行简化：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵坤","张良","赵雯");
        Stream<String> stream = list.stream();
        stream.forEach(s -> System.out.println(s));
    }


双列集合：

双列集合是无法直接获取stream流的，所以我们需要先将双列集合转换为单列集合，再去进行流式操作。

第一种方式，先将map转为Keyset:

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("四级",425);
        map.put("六级",425);
        map.put("考研",436);
        // 1.第一种获取stream流方式
        map.keySet().stream().forEach(s -> {
            System.out.println(s + ": " + map.get(s));
        });
    }

第二种方式，转为EntrySet：

java 复制代码 
// 2.第二种获取stream方式
        map.entrySet().stream().forEach(s -> System.out.println(s));


数组：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2,9,3,74,2,1};
        // 使用Arrays中的stream方法获取stream流
        Arrays.stream(arr).forEach(s -> System.out.println(s));
    }


零散数据：

零散数据使用Stream.of()方法获取stream流：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        Stream.of(1,2,4,3,2,5).forEach(s -> System.out.println(s));
    }


需要注意的坑：

我们来看Stream.of()方法的参数是泛型可变参数，那证明可以接受数组数据，我们一起来试一下

当我们传入的数据是引用数据类型的时候是可以正常操作的，我们再来试试基本数据类型的数组

当我们传入基本数据类型时，发现打印的是地址，当我们使用Stream.of()方法传入基本数据类型的数组获取stream流时，是将整个数据当作一个元素的

三、Stream流的中间方法

方法 作用
Stream filter(Predicate<? super T> predicate) 过滤
Stream limit(long maxSize) 获取前几个元素
Stream skip(long n) 跳过前几个元素
Stream distinct() 元素去重，底层使用hashset去重
static Stream concat(Stream a,Stream b) 合并a和b两个流为一个流
Stream map(Function<T,R> mapper) 转换流中的数据类型

注意点：

  1. 中间方法，返回新的Stream流，原来的Stream流只能使用一次，一般使用链式编程
  2. 修改Stream流中的数据，不会影响原来集合中的数据

filter方法：

我们还是以最开始的例子来讲解

我们可以看到filiter方法的参数是一个函数式接口，所以我们可以使用lambda表达式简化写法。

java 复制代码 
public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵坤","张良","赵雯");
        list.stream().filter(s -> s.startsWith("赵")).forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}

而且我们的stream流只能使用一次。

当我们第二次去使用stream流时，报了IllegalStateException，意思stream流已经关闭

limit方法：

limit方法代表获取前几个元素

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵坤","张良","赵雯");
        // 获取前三个元素
        list.stream().limit(3).forEach(s -> System.out.println(s));
    }


skip方法：

skip方法代表跳过几个元素

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵坤","张良","赵雯");
        // 跳过前两个元素
        list.stream().skip(2).forEach(s -> System.out.println(s));
    }


distinct方法：

distinct方法代表去除重复元素

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵子龙","张良","赵雯");
        // 去重数据
        list.stream().distinct().forEach(s -> System.out.println(s));
    }

我们去看一看distinct底层是如何实现的


我们可以看到这个方法内容非常的多，我们可以看到这里是使用HashSet进行去重的，所以我们在使用引用数据类型需要重写equals和hashcode方法

concat方法：

Stream.concat()方法代表合并两个流

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","赵子龙","张良","赵雯");
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list1,"奥利奥","方便面");
        // 合并两个流对象
        Stream.concat(list.stream(),list1.stream()).forEach(s -> System.out.println(s));
    }


map方法：

map方法转换流中的数据类型

默认转换为Object类型，我们可以根据自己的需要进行修改

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"111","222","333");
        list.stream().map(new Function<String, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                return Integer.parseInt(s);
            }
        }).forEach(s -> System.out.println(s));
    }

我们可以使用lambda表达式进行简写

四、Stream流的终结方法

Stream流的终结方法，顾名思义，调用之后就不能再调用Stream流中的其他方法了。

方法 作用
void forEach(Consumer action) 遍历
long count() 统计
toArray() 收集流中的数据，放到数组中
collect(Collector collector) 收集流中的数据，放到集合中

forEach方法我们这里就不再阐述了，因为我们已经使用的很熟练了，我们来看一下count()方法：

我们可以看到count()方法返回的是一个long的数值

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","周瑜","张良","赵雯");
        long count = list.stream().count();
        System.out.println(count);
    }

toArray()方法，将流中的数据放入数组中：

我们可以看到toArray()方法有两种调用方式，第一种空参，返回Object类型数组

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","周瑜","张良","赵雯");
        Object[] arr = list.stream().toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

然后我们来看一下传入指定类型的方法

我们可以看到toArray传入的参数是一个函数式接口，当中有一个apply方法，形参为value，我们可以理解为流中数据的个数

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","周瑜","张良","赵雯");
        String[] arr = list.stream().toArray(new IntFunction<String[]>() {
            @Override
            public String[] apply(int value) {
                return new String[value];
            }
        });
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

我们可以使用lambda表达式进行简写

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","周瑜","张良","赵雯");
        String[] arr = list.stream().toArray(value -> new String[value]);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

collect方法，收集流中的数据，放到集合当中(List Set Map)。

将流中的数据放到List中：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","周瑜","张良","赵雯");
        // 将流中的数据放到List中
        List<String> lists = list.stream().collect(Collectors.toList());
        System.out.println(lists);
    }

将流中的数据放到Set中：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙","猪大肠","周瑜","张良","赵雯");
        // 将流中的数据放到List中
        Set<String> set = list.stream().collect(Collectors.toSet());
        System.out.println(set);
    }

那么将流数据放到List和Set有什么区别呢？放入Set会进行去重操作

将流中的数据放到Map中：

我们再将流数据转为Map之前，我们需要弄情况，用什么做key，用什么做value

我们需要指定具体的key和value的规则，我们来看看具体的参数

我们可以发现是函数式接口。

s就是我们流里面的数据，两个匿名内部类分别返回的是key和value

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙-18","猪大肠-21","周瑜-12","张良-16","赵雯-17");
        Map<String, Integer> map = list.stream().collect(Collectors.toMap(new Function<String, String>() {
            @Override
            public String apply(String s) {
                return s.split("-")[0];
            }
        }, new Function<String, Integer>() {
            @Override
            public Integer apply(String s) {
                return Integer.parseInt(s.split("-")[1]);
            }
        }));
        System.out.println(map);
    }

我们使用lambda表达式进行简化：

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list,"赵子龙-18","猪大肠-21","周瑜-12","张良-16","赵雯-17");
        Map<String, Integer> map = list.stream().collect(Collectors.toMap(s -> s.split("-")[0],s -> Integer.parseInt(s.split("-")[1])));
        System.out.println(map);
    }

总结

1.Stream流的作用：

结合了Lambda表达式，简化集合、数组的操作

2.Stream流的使用步骤：

  • 获取Stream流对象
  • 使用中间方法处理数据
  • 使用终结方法处理数据

3.如何获取Stream流对象

  • 单列集合：Collection中默认的stream方法
  • 双列集合：不能直接获取，需要先转为单列集合去获取
  • 数据：Arrays工具类中的stream静态方法
  • 零散数据：Stream接口中的of静态方法

4.常见方法

  • 中间方法：filter、limit、skip、distinct、concat、map
  • 终结方法：forEach、count、toArray、collect
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