Java Stream流

• Stream API主要提供了两种类型的操作：中间操作 和 终止操作
• 中间操作是返回一个新的流，并在返回的流中包含所有之前的操作结果，总是延迟计算，这意味着它们只会在终止操作时执行，这样可以最大限度地优化资源使用
• 终止操作返回一个结果或副作用（例如：显示控制台输出），并将流关闭

一、中间操作

1.Filter（过滤）

filter()方法接受一个谓词 （一个返回boolean值的函数），并返回一个流 ，其中仅包含通过该谓词的元素。

例：建一个数组，筛选出长度大于4的元素

eg:
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alex", "Brian", "Charles", "David");
        List<String> collect = names.stream().filter(item -> item.length() > 4).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }
}

• 这段代码创建了一个包含4个字符串的List集合，然后使用Stream()方法将其转化为一个Stream流
• 接下来使用filter()方法筛选出长度大于4的字符串，返回一个新的包含符合条件元素的Stream流collect
• 最后使用collect()方法将筛选后的结果转换成一个List集合
• 使用Stream流中的filter()方法可以对流中的元素进行筛选过滤
• 在这段代码中，lambda表达式item -> item.length() > 4指定了筛选判断条件，即只保留长度大于4的字符串
• collect(Collectors.toList())则将筛选后的结果转换成一个List集合返回

2.Map(转换)

map()方法可将一个流的元素转换 为另一个流。它接受一个函数 ，该函数映射流中的每个元素 到另一个元素

例：
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        Map<Byte, Integer> collect = numbers.stream().collect(Collectors.toMap(Integer::byteValue, item -> item*2, (val1, val2) -> val2));
        for (Map.Entry<Byte, Integer> byteIntegerEntry : collect.entrySet()) {
            Byte key = byteIntegerEntry.getKey();
            System.out.println("key = " + key);
            System.out.println("Value = " + byteIntegerEntry.getValue());
        }
    }
}

• 这段代码使用Java 8 中的 Stream API 实现了一种将数字列表 转换成字节-整数键值对的方式
• 首先创建了一个包含数字 1~5 的列表，然后利用 stream() 方法将列表转换成 Stream 对象
• 接下来调用 collect(Collectors.toMap(...)) 方法将 Stream 转换成Map<Byte, Integer>
• 在 toMap 方法中，我们以每个整数的字节值为键，该整数乘以 2 为值，当遇到重复的键时取最后一个值。（这里实际上可以用任何能区分不同键的方式作为第一个参数，而不一定是 Integer::byteValue）
• 最后，在 for 循环中遍历了这个 Map 并打印出每个键值对的内容

3.Sorted(排序)

sorted()方法可对流进行排序 。它可以接受一个Comparator 参数，也可以使用自然排序Ordering.natural()。默认排序是按升序排序

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = { 5, 2, 8, 3, 7 };
        int[] sortedNumbers = Arrays.stream(numbers).sorted().toArray();
        System.out.println(Arrays.toString(sortedNumbers));
    }
}

• 这段代码创建了一个包含整数的数组numbers，然后使用Arrays.stream() 方法将其转化为一个IntStream流
• 接下来使用sorted()方法对流中的元素进行排序操作，返回一个新的排序后的IntStream流
• 最后，使用toArray()方法将排序后的结果转换为一个新的int类型数组sortedNumbers，并使用Arrays.toString()方法将结果输出到控制台

4.Distinct(去重)

distinct()方法从流中返回所有不同 的元素。在内部，它使用**equals()**方法来比较元素是否相同。因此，我们需要确保equals()方法已正确实现

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 2, 1);
        List<Integer> collect = numbers.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }
}

• 这段代码创建了一个包含整数的List集合numbers，其中包含了若干个重复的整数
• 接下来使用Stream()方法将其转化为一个Stream流
• 使用**distinct()**方法对流中的元素进行去重操作，返回一个新的不包含重复元素的Stream流collect
• 最后使用collect()方法将去重后的结果转换成一个List集合，并使用System.out.println()方法输出到控制台

5.Limit(限制)

limit()方法可以将流限制为指定的元素数

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        List<Integer> collect = numbers.stream().limit(3).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }
}

• 这段代码创建了一个包含整数的List集合numbers，其中包含了5个整数
• 接下来使用Stream()方法将其转化为一个Stream流
• 使用limit()方法对流中的元素进行限制操作，仅保留前3个元素，返回一个新的只包含前3个元素的Stream流collect
• 最后使用collect()方法将限制操作后的结果转化为一个新的List集合，并使用System.out.println()方法输出到控制台

6.Skip(跳过)

skip()方法可跳过前N个元素

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        List<Integer> collect = numbers.stream().skip(2).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);
    }
}

• 使用skip()方法对流中的元素进行跳过操作，跳过前2个元素，返回一个新的不包含前2个元素的Stream流collect。
• 使用Stream流中的skip()方法可以快速地对集合中的元素进行跳过操作，跳过前N个元素。在这段代码中，集合中包含了5个整数，使用skip(2)方法跳过前2个元素，返回一个新的不包含前2个元素的List集合。
• 运行该示例代码，输出结果为：[3, 4, 5]，即不包含前2个元素的整数List集合。

7.Peek(展示)

peek()方法可以用于在Stream流中获取元素同时执行一些操作，如打印、调试、观察等。通常会与其他的方法联合使用。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alex", "Brian", "Charles", "David");
        List<String> filteredNames = names.stream()
                .peek(System.out::println)
                .filter(name -> name.startsWith("C"))
                .peek(name -> System.out.println("Filtered value: " + name))
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println("-----------------------------------------------------------------");
        System.out.println(filteredNames);
    }
}

二、终止操作

1.forEach(循环)

forEach()方法可将给定的方法应用于流中的每个元素。该方法是一种消费流的方式，不会返回值

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alex", "Brian", "Charles", "David");
        names.stream().forEach(System.out::println);
    }
}

• 这段代码创建了一个包含四个字符串元素的列表 names，使用流式操作将每个元素打印到控制台
• 具体来说，它使用 forEach() 方法遍历列表中的所有元素，并对每个元素执行打印操作其中，四个字符串元素按顺序打印到了控制台上
• 注意到，使用 forEach() 方法时并没有指定任何条件或谓词，因此它会对列表中的所有元素进行操作，以达到遍历、打印等目的

2.Collect(收集)

collect()方法可以将流中的元素收集到一个集合中。一般与其他方法配合使用

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        List<Integer> evenNumbers = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(evenNumbers);
    }
}

• 这段代码创建了一个包含整数的列表 numbers，使用流式操作筛选出所有偶数，然后将它们收集到一个新的列表 evenNumbers 中，并打印输出
• 具体来说，它使用了 filter() 方法过滤掉所有奇数元素，只保留所有偶数元素，并使用 collect() 方法将它们收集到一个新的列表 evenNumbers 中
• 注意到，只有偶数元素被保留在了新列表 evenNumbers 中，而奇数元素全部被过滤掉了
• 而且，在筛选偶数元素时，使用了 lambda 表达式 n -> n % 2 == 0，其中 % 表示取模操作，判断当前数是否为偶数
• 如果 n % 2 的结果是 0，就把 n 这个数保留下来，否则就过滤掉

在 Java 的 Stream API 中，**Collectors**类提供了一系列静态方法，用于将流中的元素收集到各种数据结构中或进行汇总操作。

• toList()： 将流中的元素收集到一个List中
• toSet()： 将流中的元素收集到一个Set中（去重）
• toMap(...)： 将流中的元素收集到一个Map中
• groupingBy(...)： 根据指定条件对流中的元素进行分组，结果为Map<K, List<T>>
• partitioningBy(...)： 根据布尔条件将流分为两个组，结果为Map<Boolean, List<T>>
• **counting()：**统计流中元素的数量
• **summingInt/Double/Long(...)：**对流中元素的某个属性求和
• **averagingInt/Double/Long(...)：**对流中元素的某个属性求平均值
• **maxBy/minBy(...)：**根据比较器找出流中的最大值或最小值
• joining(...)： 将流中的字符串元素连接成一个字符串** **

3.Count(计数)

count()方法可以返回流中的元素数。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alex", "Brian", "Charles", "David");
        long count = names.stream().count();
        System.out.println(count);
    }
}

4.Reduce(聚合)

reduce()方法可以将流元素聚合为单个结果。它接受一个BinaryOperator参数作为累加器。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        Optional<Integer> sum = numbers.stream().reduce((a, b) -> a + b);
        System.out.println(sum);
    }
}

5.AnyMatch(任意匹配)

anyMatch()方法如果至少有一个元素与给定的谓词匹配，则返回true。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alex", "Brian", "Charles", "David");
        boolean anyStartsWithB = names.stream().anyMatch(name -> name.startsWith("B"));
        System.out.println(anyStartsWithB);
    }
}

6.AllMatch(全部匹配)

allMatch()方法如果所有元素都与给定谓词匹配，则返回true。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alex", "Brian", "Charles", "David");
        boolean allStartsWithB = names.stream().allMatch(name -> name.startsWith("B"));
        System.out.println(allStartsWithB);
    }
}

7.NoneMatch(无匹配)

noneMatch()方法，如果没有任何元素与给定谓词匹配，则返回true。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alex", "Brian", "Charles", "David");
        boolean noneStartsWithB = names.stream().noneMatch(name -> name.startsWith("E"));
        System.out.println(noneStartsWithB);
    }
}

三、总结

1.什么时候要用.stream()？

• 在Java中，使用.stream()是为了将集合转换为Stream流，从而利用函数式编程特性（如过滤、映射、聚合等）
• 当你需要对集合进行过滤(filter)、映射(map)、去重(distinct)、排序(sorted)，使用聚合函数等操作时，必须转换为Stream
• 不需要加 .stream() 的场景：直接遍历集合（forEach），直接访问集合属性
  如size()、get(index)、contains()等集合原生方法

四、实战

1.父子层级结构问题

@ApiOperation(value = "学院-分页列表查询", notes = "学院-分页列表查询")
@GetMapping(value = "/list")
public Result<?> queryPageList(
        Colleges colleges,  // 接收查询条件的实体对象
        @RequestParam(name = "pageNo", defaultValue = "1") Integer pageNo,  // 页码，默认为1
        @RequestParam(name = "pageSize", defaultValue = "10") Integer pageSize,  // 每页数量，默认为10
        HttpServletRequest req  // HTTP请求对象，用于获取请求参数
) {
    // ============== 1. 构建查询条件并分页查询 ==============
    // 使用QueryGenerator根据请求参数和实体字段自动构建MyBatis-Plus查询条件
    QueryWrapper<Colleges> queryWrapper = QueryGenerator.initQueryWrapper(colleges, req.getParameterMap());
    // 添加排序条件：按sort字段升序排列
    queryWrapper.orderByAsc("sort");
    // 创建分页对象（当前页码，每页数量）
    Page<Colleges> page = new Page<>(pageNo, pageSize);
    // 执行分页查询，获取结果
    IPage<Colleges> pageList = collegesService.page(page, queryWrapper);

    // ============== 2. 收集父级学院ID ==============
    // 从分页结果中提取所有非空且非0的父学院ID（pid）
    List<Long> parentIds = pageList.getRecords().stream()
            .filter(item -> item.getPid() != null && item.getPid() != 0)  // 过滤有效pid
            .map(Colleges::getPid)  // 提取pid字段
            .distinct()  // 去重
            .collect(Collectors.toList());  // 转为List

    // ============== 3. 批量查询父级学院名称 ==============
    Map<Long, String> parentNameMap = new HashMap<>();  // 创建ID->名称的映射表
    if (!parentIds.isEmpty()) {
        // 批量查询父级学院实体
        collegesService.listByIds(parentIds).forEach(parent -> 
            // 将父学院ID和名称存入映射表
            parentNameMap.put(parent.getId(), parent.getName())
        );
    }

    // ============== 4. 设置父级学院名称 ==============
    pageList.getRecords().forEach(item -> {
        if (item.getPid() == null || item.getPid() == 0) {
            // 情况1：无父级（顶级学院）
            item.setParentname("顶级学院");
        } else {
            // 情况2：有父级
            // 从映射表中获取名称，若不存在则显示"未知学院"
            item.setParentname(parentNameMap.getOrDefault(item.getPid(), "未知学院"));
        }
    });

    // ============== 5. 返回结果 ==============
    // 将处理后的分页结果包装成功响应
    return Result.ok(pageList);
}