Java 8 Stream
Java 8 新特性
Java 8 API添加了一個(gè)新的抽象稱為流Stream，可以讓你以一種聲明的方式處理數(shù)據(jù)。
Stream 使用一種類似用 SQL 語句從數(shù)據(jù)庫(kù)查詢數(shù)據(jù)的直觀方式來提供一種對(duì) Java 集合運(yùn)算和表達(dá)的高階抽象。
Stream API可以極大提高Java程序員的生產(chǎn)力，讓程序員寫出高效率、干凈、簡(jiǎn)潔的代碼。
這種風(fēng)格將要處理的元素集合看作一種流， 流在管道中傳輸， 并且可以在管道的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行處理， 比如篩選， 排序，聚合等。
元素流在管道中經(jīng)過中間操作（intermediate operation）的處理，最后由最終操作(terminal operation)得到前面處理的結(jié)果。
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
| stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect|
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
以上的流程轉(zhuǎn)換為 Java 代碼為：
List<Integer> transactionsIds =
widgets.stream()
.filter(b -> b.getColor() == RED)
.sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
.mapToInt(Widget::getWeight)
.sum();
什么是 Stream？
Stream（流）是一個(gè)來自數(shù)據(jù)源的元素隊(duì)列并支持聚合操作
- 元素是特定類型的對(duì)象，形成一個(gè)隊(duì)列。 Java中的Stream并不會(huì)存儲(chǔ)元素，而是按需計(jì)算。
- 數(shù)據(jù)源 流的來源。 可以是集合，數(shù)組，I/O channel， 產(chǎn)生器generator 等。
- 聚合操作 類似SQL語句一樣的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。
和以前的Collection操作不同， Stream操作還有兩個(gè)基礎(chǔ)的特征：
- Pipelining: 中間操作都會(huì)返回流對(duì)象本身。 這樣多個(gè)操作可以串聯(lián)成一個(gè)管道， 如同流式風(fēng)格（fluent style）。 這樣做可以對(duì)操作進(jìn)行優(yōu)化， 比如延遲執(zhí)行(laziness)和短路( short-circuiting)。
- 內(nèi)部迭代： 以前對(duì)集合遍歷都是通過Iterator或者For-Each的方式, 顯式的在集合外部進(jìn)行迭代， 這叫做外部迭代。 Stream提供了內(nèi)部迭代的方式， 通過訪問者模式(Visitor)實(shí)現(xiàn)。
生成流
在 Java 8 中, 集合接口有兩個(gè)方法來生成流：
- stream() ? 為集合創(chuàng)建串行流。
- parallelStream() ? 為集合創(chuàng)建并行流。
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
forEach
Stream 提供了新的方法 'forEach' 來迭代流中的每個(gè)數(shù)據(jù)。以下代碼片段使用 forEach 輸出了10個(gè)隨機(jī)數(shù)：
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
map
map 方法用于映射每個(gè)元素到對(duì)應(yīng)的結(jié)果，以下代碼片段使用 map 輸出了元素對(duì)應(yīng)的平方數(shù)：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); // 獲取對(duì)應(yīng)的平方數(shù) List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
filter
filter 方法用于通過設(shè)置的條件過濾出元素。以下代碼片段使用 filter 方法過濾出空字符串：
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // 獲取空字符串的數(shù)量 long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
limit
limit 方法用于獲取指定數(shù)量的流。 以下代碼片段使用 limit 方法打印出 10 條數(shù)據(jù)：
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
sorted
sorted 方法用于對(duì)流進(jìn)行排序。以下代碼片段使用 sorted 方法對(duì)輸出的 10 個(gè)隨機(jī)數(shù)進(jìn)行排序：
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
并行（parallel）程序
parallelStream 是流并行處理程序的代替方法。以下實(shí)例我們使用 parallelStream 來輸出空字符串的數(shù)量：
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // 獲取空字符串的數(shù)量 long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
我們可以很容易的在順序運(yùn)行和并行之間切換。
Collectors
Collectors 類實(shí)現(xiàn)了很多歸約操作，例如將流轉(zhuǎn)換成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串：
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()); System.out.println("篩選列表: " + filtered); String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
統(tǒng)計(jì)
另外，一些產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)結(jié)果的收集器也非常有用。它們主要用于int、double、long等基本類型上，它們可以用來產(chǎn)生類似如下的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics(); System.out.println("列表中最大的數(shù) : " + stats.getMax()); System.out.println("列表中最小的數(shù) : " + stats.getMin()); System.out.println("所有數(shù)之和 : " + stats.getSum()); System.out.println("平均數(shù) : " + stats.getAverage());
Stream 完整實(shí)例
將以下代碼放入 Java8Tester.java 文件中：
Java8Tester.java 文件
將以下代碼放入 Java8Tester.java 文件中：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.IntSummaryStatistics;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.Map;
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]){
System.out.println("使用 Java 7: ");
// 計(jì)算空字符串
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
System.out.println("列表: " +strings);
long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
System.out.println("空字符數(shù)量為: " + count);
count = getCountLength3UsingJava7(strings);
System.out.println("字符串長(zhǎng)度為 3 的數(shù)量為: " + count);
// 刪除空字符串
List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
System.out.println("篩選后的列表: " + filtered);
// 刪除空字符串，并使用逗號(hào)把它們合并起來
String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", ");
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 獲取列表元素平方數(shù)
List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
System.out.println("平方數(shù)列表: " + squaresList);
List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);
System.out.println("列表: " +integers);
System.out.println("列表中最大的數(shù) : " + getMax(integers));
System.out.println("列表中最小的數(shù) : " + getMin(integers));
System.out.println("所有數(shù)之和 : " + getSum(integers));
System.out.println("平均數(shù) : " + getAverage(integers));
System.out.println("隨機(jī)數(shù): ");
// 輸出10個(gè)隨機(jī)數(shù)
Random random = new Random();
for(int i=0; i < 10; i++){
System.out.println(random.nextInt());
}
System.out.println("使用 Java 8: ");
System.out.println("列表: " +strings);
count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count();
System.out.println("空字符串?dāng)?shù)量為: " + count);
count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
System.out.println("字符串長(zhǎng)度為 3 的數(shù)量為: " + count);
filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
System.out.println("篩選后的列表: " + filtered);
mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.println("Squares List: " + squaresList);
System.out.println("列表: " +integers);
IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
System.out.println("列表中最大的數(shù) : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的數(shù) : " + stats.getMin());
System.out.println("所有數(shù)之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均數(shù) : " + stats.getAverage());
System.out.println("隨機(jī)數(shù): ");
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
// 并行處理
count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
System.out.println("空字符串的數(shù)量為: " + count);
}
private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){
int count = 0;
for(String string: strings){
if(string.isEmpty()){
count++;
}
}
return count;
}
private static int getCountLength3UsingJava7(List<String> strings){
int count = 0;
for(String string: strings){
if(string.length() == 3){
count++;
}
}
return count;
}
private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings){
List<String> filteredList = new ArrayList<String>();
for(String string: strings){
if(!string.isEmpty()){
filteredList.add(string);
}
}
return filteredList;
}
private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator){
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for(String string: strings){
if(!string.isEmpty()){
stringBuilder.append(string);
stringBuilder.append(separator);
}
}
String mergedString = stringBuilder.toString();
return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2);
}
private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers){
List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>();
for(Integer number: numbers){
Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue());
if(!squaresList.contains(square)){
squaresList.add(square);
}
}
return squaresList;
}
private static int getMax(List<Integer> numbers){
int max = numbers.get(0);
for(int i=1;i < numbers.size();i++){
Integer number = numbers.get(i);
if(number.intValue() > max){
max = number.intValue();
}
}
return max;
}
private static int getMin(List<Integer> numbers){
int min = numbers.get(0);
for(int i=1;i < numbers.size();i++){
Integer number = numbers.get(i);
if(number.intValue() < min){
min = number.intValue();
}
}
return min;
}
private static int getSum(List numbers){
int sum = (int)(numbers.get(0));
for(int i=1;i < numbers.size();i++){
sum += (int)numbers.get(i);
}
return sum;
}
private static int getAverage(List<Integer> numbers){
return getSum(numbers) / numbers.size();
}
}
執(zhí)行以上腳本，輸出結(jié)果為：
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
使用 Java 7:
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字符數(shù)量為: 2
字符串長(zhǎng)度為 3 的數(shù)量為: 3
篩選后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
平方數(shù)列表: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的數(shù) : 19
列表中最小的數(shù) : 1
所有數(shù)之和 : 85
平均數(shù) : 9
隨機(jī)數(shù):
-393170844
-963842252
447036679
-1043163142
-881079698
221586850
-1101570113
576190039
-1045184578
1647841045
使用 Java 8:
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字符串?dāng)?shù)量為: 2
字符串長(zhǎng)度為 3 的數(shù)量為: 3
篩選后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的數(shù) : 19
列表中最小的數(shù) : 1
所有數(shù)之和 : 85
平均數(shù) : 9.444444444444445
隨機(jī)數(shù):
-1743813696
-1301974944
-1299484995
-779981186
136544902
555792023
1243315896
1264920849
1472077135
1706423674
空字符串的數(shù)量為: 2
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