【Java】Java8的Stream流入门使用

Java 8 引入了 Stream API,使得对集合(如 ListSet 等) 的操作变得更加简洁、灵活,并能够利用函数式编程的特性。Stream 提供了很多非常强大的功能,帮助我们以声明性和链式方式处理数据。

什么是 Stream

Stream 是 Java 8 中引入的一个新抽象,它表示一个源(如集合、数组)上的元素序列,可以进行 聚合操作 (例如:过滤、映射、排序等),并支持通过流式操作来进行数据处理。Stream 本身是一个 惰性求值 的接口,即操作仅在需要的时候才会执行,支持并行操作。

Stream的主要特性

  • 不存储数据Stream 本身并不存储数据,它只是数据的载体,操作是通过对源数据进行转换来实现的。
  • 惰性求值 :流的操作通常是惰性计算的,只有在终止操作被调用时,流才会被消费并执行。
  • 链式操作Stream 提供了多种可以链式调用的中间操作和终止操作。

Stream的创建

  1. 通过集合创建
  2. 通过数组创建
  3. 通过Stream.of()创建Stream
  4. 通过Stream.iterate()创建Stream(无限流)
  5. 通过Stream.generate()创建Stream(无限流)

Stream的常用API

中间操作(惰性操作)

中间操作用于转换流的数据,执行这些操作不会马上执行,而是返回一个新的 Stream。这些操作是惰性求值的。

  1. filter() - 过滤
  2. map() - 映射
  3. flatMap() - 扁平化
  4. distinct() - 去重
  5. sorted() - 排序
java 复制代码
public class StreamApiTest {
    public static void main(String[] args) {
        filter();
        map();
        flatMap();
        distinct();
        sorted();
    }

    /**
     * 过滤,返回一个流,方法参数是Predicate接口,返回true则保留,false则过滤掉。
     */
    public static void filter(){
        List<String> list = Arrays.asList("ab", "abb", "a", "d", "abcde");
        List<String> collect = list.stream()
                .filter(s -> s.length() > 1)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }

    /**
     * 映射,返回一个流,方法参数是Function接口,对每个元素进行转换。
     */
    public static void map(){
        List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d", "e");
        List<String> collect = list.stream()
                .map(String::toUpperCase)
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }

    /**
     * 扁平化,用于将多个子流合并成一个流,常用于将嵌套集合的元素展开铺平
     */
    public static void flatMap(){
        List<List<Integer>> listOfLists = Arrays.asList(
                Arrays.asList(1, 2),
                Arrays.asList(3, 4),
                Arrays.asList(5, 6)
        );
        List<Integer> collect = listOfLists.stream()
                .flatMap(list -> list.stream())
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }

    /**
     * 去重,返回一个流,去除流中重复的元素。
     */
    public static void distinct(){
        List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "a", "a", "c");
        List<String> collect = list.stream()
                .distinct()
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }

    /**
     * 排序,返回一个流,按照元素的自然顺序排序。
     */
    public static void sorted(){
        List<String> list = Arrays.asList("abcd", "ab", "aab", "abb");
        List<String> collect = list.stream()
                .sorted()
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);

        // 还可以自定义排序规则,根据长度进行排序
        List<String> collect1 = list.stream()
                .sorted((s1, s2) -> s1.length() - s2.length())
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect1);
    }
}

终止操作(急切操作)

终止操作会触发流的处理,并且只会执行一次,执行后流会被消耗,不能再次使用。

  1. collect() - 收集
  2. forEach() - 遍历
  3. reduce() - 归约
  4. anyMatch() | allMatch() | noneMatch() - 匹配
java 复制代码
public class StreamApiTest {
    public static void main(String[] args) {
        collect();
        forEach();
        reduce();
    }

    /**
     * 收集,将流的元素收集到一个集合中
     */
    public static void collect(){
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        List<Integer> collect = list.stream()
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }

    /**
     * 遍历,用于遍历流中的每个元素,并执行指定操作
     */
    public static void forEach(){
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        list.stream()
                .forEach(s -> System.out.print(s));
        System.out.println();
    }

    /**
     * 整合,用于将流中的所有元素结合成一个值,常用于求和、求积,就最值等操作
     */
    public static void reduce(){
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        Integer sum = list.stream()
                .reduce(0, (a, b) -> a + b);
        System.out.println(sum);
    }
}

anyMatch():只要流中有一个元素满足给定的条件,返回 true,否则返回 false

allMatch():只有当流中的所有元素都满足给定的条件时,返回 true,否则返回 false

noneMatch():只有当流中的所有元素都 满足给定的条件时,返回 true,否则返回 false

组合操作

Stream 提供了强大的组合能力,你可以链式地调用多个中间操作和终止操作来处理数据。

String的并行操作

Java 8 还支持通过 parallelStream() 来启用并行流,利用多核 CPU 提高性能。并行流会将流的处理分解成多个任务并行执行。

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