java 不可变集合的创建和Stream流的使用

小男孩编程2024-06-26 19:26

文章目录

    • 一、创建不可变的集合
      • 1.1为什么创建不可变的集合
      • [1.2 创建List、Set和Map的不可变集合](#1.2 创建List、Set和Map的不可变集合)
        • [1.2.1 创建List的不可变集合](#1.2.1 创建List的不可变集合)
        • [1.2.2 创建Set 的不可变集合](#1.2.2 创建Set 的不可变集合)
        • [1.2.3 创建Map的不可变集合](#1.2.3 创建Map的不可变集合)
    • [二、使用集合 的Stream 流](#二、使用集合 的Stream 流)
      • [2.1 Stream的使用步骤](#2.1 Stream的使用步骤)
      • [2.2 Stream的方法](#2.2 Stream的方法)
    • [三、如何获取Stream 流对象](#三、如何获取Stream 流对象)
    • [四、练习使用集合的Stream 流](#四、练习使用集合的Stream 流)

一、创建不可变的集合

1.1为什么创建不可变的集合

  • 不可变集合是线程安全的，因为它们的状态在创建后不会改变。多个线程可以安全地共享和读取不可变集合，而无需同步。
  • 不可变集合不允许修改，可以安全地缓存和重用
  • 在多线程环境下使用 Stream 时，确保没有其他线程修改源集合

1.2 创建List、Set和Map的不可变集合

1.2.1 创建List的不可变集合

  • 方式一

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    // 创建不可变的List集合
    List<String> list = List.of("张飞","关羽","刘备","曹操","孙权","孙尚香","吕布");

          // 增强for 循环 遍历
      for (String s : list){
          System.out.println(s);
      }

      // 迭代器 遍历
      Iterator<String> iterator = list.iterator();
      while (iterator.hasNext()){
          System.out.println(iterator.next());
      }

      list.set(0,"张三"); // 集合不可修改，会报异常
  }

    }

  • 方式二

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list = Arrays.asList("张飞","关羽","刘备","曹操","孙权","孙尚香","吕布");
    List<String> immutableList = Collections.unmodifiableList(list); // 设置不可变

          // 增强for 循环 遍历
      for (String s : immutableList){
          System.out.println(s);
      }

      // 迭代器 遍历
      Iterator<String> iterator = immutableList.iterator();
      while (iterator.hasNext()){
          System.out.println(iterator.next());
      }

      immutableList.set(0,"张三"); // 集合不可修改会报异常
  }

    }

1.2.2 创建Set 的不可变集合
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Set 的不可变集合
        Set<String> set = Set.of("张飞","关羽","刘备","曹操","孙权","孙尚香","吕布");

        // 增强for 循环遍历
        for (String s : set){
            System.out.println(s);
        }

        //  迭代器遍历
        Iterator<String> iterator = set.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }

        set.add("诸葛亮"); // 不可变，报异常
    }
}
1.2.3 创建Map的不可变集合

  • 初版，不建议

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    // 创建 Map的不可变集合 最多十个键值对，一般不用这种方式
    Map<String,Object> map1 = Map.of("姓名","张三","年龄",25,"地址","北京");

          // 创建不可变的Map 集合，元素个数不限
      Map<String,Object> map = new HashMap<>();
      map.put("姓名","李四");
      map.put("年龄",25);
      map.put("地址","北京");

      Set<Map.Entry<String,Object>> entrySet = map.entrySet();
      Map.Entry[] arr1 = new Map.Entry[0];
      // 底层会比较 entrySet 和arr1 的长度 ，长度不够会创建新的数组
      Map.Entry[] arrayEntry = entrySet.toArray(arr1); // Entry数组

      Map<String,Object> immutableMap  = Map.ofEntries(arrayEntry); // 不可变集合

      immutableMap.put("工资",10000); // 不支持修改，报异常
  }

    }

  • 使用copyOf ，建议

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    // 创建 Map的不可变集合 最多十个键值对，一般不用这种方式
    Map<String,Object> map1 = Map.of("姓名","张三","年龄",25,"地址","北京");

          // 创建不可变的Map 集合，元素个数不限
      Map<String,Object> map = new HashMap<>();
      map.put("姓名","李四");
      map.put("年龄",25);
      map.put("地址","北京");


      Map<String,Object> immutableMap = Map.copyOf(map); // 创建不可变的集合
      // 遍历方式一
      Set<String> ketSet = map.keySet();
      for (String key:ketSet){
          System.out.println(map.get(key));
      }

      // 遍历方式二
      Set<Map.Entry<String,Object>> entrySet = map.entrySet();
      for (Map.Entry entry: entrySet ){
          System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
      }
      immutableMap.put("工资",10000); // 不可变，报异常
  }

    }

二、使用集合 的Stream 流

2.1 Stream的使用步骤

获取到集合的Stream 流，相当于流水线 --> 把数据交给流处理 ，帅选，检查等 --> 流返回一个新的集合，流水线产品

  • 获取Stream 对象
  • 使用中间方法处理数据
  • 使用终结方法处理数据
  • 结合lambda表达式，简化操作
  • 终结方法一旦被调用，stream对象也就不可用了

2.2 Stream的方法

  • 常用处理方法（中间过程）,返回Stream对象，链式调用
  • 终结方法，用于遍历，统计、获取新的集合等，一经调用后Stream 对象就不可用了

三、如何获取Stream 流对象

  • 单列集合（List/Set）:使用stream方法
  • 双列集合（Map）：不能直接获取，需要转换成Set
  • 数组：Arrays的静态方法stream
  • 一堆零散的数据：Stream 接口的静态方法of

四、练习使用集合的Stream 流

  • 案例一：统计集合中姓张的人数

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

          long count = list.stream().filter(s->s.startsWith("张"))
              .count();
      System.out.println("姓张的总人数：" + count);
  }

    }

  • 案例二:输出集合中所有姓张的人名

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

          list.stream().filter(s->s.startsWith("张"))
              .forEach(s -> System.out.println(s));
  }

    }

  • 案例三：输出前三个人的名字

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

          list.stream().limit(3)
              .forEach(s -> System.out.println(s));
  }

    }

  • 案例四：输出第四个人开始后面所有人的名字

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

          list.stream().skip(3)
              .forEach(s -> System.out.println(s));
  }

    }

  • 案例五：去除重复的人名

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list = List.of("刘备","刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

          list.stream().distinct()
              .forEach(s -> System.out.println(s));
  }

    }

  • 案例六：合并两个集合

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list1 = List.of("刘备","刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

          List<String> list2 = List.of("王五","刘六");

      Stream<String> stringStream =  Stream.concat(list1.stream(),list2.stream());
      stringStream.forEach(s -> System.out.println(s));

  }

    }

  • 案例七：将集合的结果保存到数组中

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list1 = List.of("刘备","刘备","关羽","曹操","张飞","李四","张苞");

          Object[] objects =  list1.stream()
                          .distinct()
                          .limit(3)
                          .toArray();
      for (Object o : objects){
          System.out.println(o.toString());
      }
  }

  • 案例八：将Stream的处理结果放到集合中

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    List<String> list1 = List.of("刘备", "刘备", "关羽", "曹操", "张飞", "李四", "张苞");

          // 方式一：不指定具体类型的数组

    // Object[] objects = list1.stream()
    // .distinct()
    // .limit(3)
    // .toArray();
    // System.out.println(Arrays.toString(objects));

          // 方式二：指定类型的数组
      String arr[] = list1.stream().toArray(new IntFunction<String[]>() {
          @Override
          public String[] apply(int value) {
              return new String[value];
          }
      });
      System.out.println(Arrays.toString(arr));
  }

    }

改成Lamda 表达式

public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list1 = List.of("刘备", "刘备", "关羽", "曹操", "张飞", "李四", "张苞");

        // 方式一：不指定具体类型的数组
//        Object[] objects = list1.stream()
//                .distinct()
//                .limit(3)
//                .toArray();
//        System.out.println(Arrays.toString(objects));


        // 方式二：指定类型的数组
        String arr[] = list1.stream().toArray(value -> new String[value]);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

  • 将数据收集到集合中

    public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) {
    ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
    Collections.addAll(arrayList,"张三丰-男-99","周芷若-女-25","张无忌-男-21");
    Collections.unmodifiableList(arrayList);// 设置为不可变的集合

          // 需求1：把所有的男性收集起来，放到一个List集合中

    // List<String> newList = arrayList.stream().filter(new Predicate<String>() {
    // @Override
    // public boolean test(String s) {
    // return s.contains("男");
    // }
    // }).collect(Collectors.toList());
    // }

      // 需求2：把所有的男性收集起来，放到一个Set集合中

    // Set<String> stringSet = arrayList.stream().filter(s -> s.contains("男"))
    // .collect(Collectors.toSet());
    // System.out.println(stringSet);

      /* 需求3：把所有的男性收集起来，放到一个Map集合中,姓名为键，年龄为值
   toMap的两个参数：参数一：表示键的生成规则,参数二表示值的生成规则
   Function<T, R>的两个参数，T 表示流的数据类型，即apply的参数类型；R表示返回的数据类型，即apply的返回类型
   重要：键不能重复
  */

  Map<String,Integer> map = arrayList.stream()
          .filter(s -> "男".equals(s.split("-")[1]))
          .collect(Collectors.toMap(new Function<String, String>() { // 键的生成规则
                                        @Override
                                        public String apply(String s) {
                                            return s.split("-")[0];
                                        }
                                    },
                  new Function<String, Integer>() { // 值的生成规则
                      @Override
                      public Integer apply(String s) {
                          return Integer.parseInt(s.split("-")[2]);
                      }
                  }));
      System.out.println(map);
      }

    }

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