试剑亭--Java8系列之Stream(四)
本章着重讲一下java8的Stream，小宋会带着大家进行详细的分析讲解。
Stream
Java 8 API添加了一个新的抽象称为流Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。
Stream使用一种类似用SQL语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对Java集合运算和表达的高阶抽象。
Stream API可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。
这种风格将要处理的元素集合看作一种流，流在管道中传输，并且可以在管道的节点上进行处理，比如筛选，排序，聚合等。
元素流在管道中经过中间操作（intermediate operation）的处理，最后由最终操作(terminal operation)得到前面处理的结果。
什么是Stream
Stream（流）是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作
元素：是特定类型的对象，形成一个队列。Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。
数据源 ：流的来源。可以是集合，数组，I/O channel，产生器generator等。
聚合操作： 类似SQL语句一样的操作，比如filter, map, reduce, find,match, sorted等。
和以前的Collection操作不同，Stream操作还有两个基础的特征：
Pipelining:：中间操作都会返回流对象本身。这样多个操作可以串联成一个管道，如同流式风格（fluent style）。这样做可以对操作进行优化，比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
内部迭代：以前对集合遍历都是通过Iterator或者For-Each的方式,显式的在集合外部进行迭代，这叫做外部迭代。Stream提供了内部迭代的方式，通过访问者模式(Visitor)实现。
如何生成流
在Java 8中,集合接口有两个方法来生成流：
-
stream() −为集合创建串行流。
-
parallelStream() − 为集合创建并行流。
eg.
public static void main(String[] args) {
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
}
Stream提供的方法
forEach
Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用forEach 输出了10个随机数:
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
map
map 方法用于映射每个元素到对应的结果，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map(i -> i * i).distinct().collect(Collectors.toList());
filter
filter 方法用于通过设置条件过滤出元素。以下代码片段使用filter 方法过滤出空字符串数量：
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = (int) strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
limit
limit 方法用于获取指定数量的流。以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据：
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
sorted
sorted 方法用于对流进行排序。以下代码使用stream().sorted()对List集合进行排序
集合对象以学生类（StudentInfo）为例，有学生的基本信息，包括：姓名，性别，年龄，身高，生日几项。
import java.time.LocalDate;
import java.util.List;
public class StudentInfo implements Comparable<StudentInfo> {
//名称
private String name;
//性别 true男 false女
private Boolean gender;
//年龄
private Integer age;
//身高
private Double height;
//出生日期
private LocalDate birthday;
public StudentInfo(String name, Boolean gender, Integer age, Double height, LocalDate birthday){
this.name = name;
this.gender = gender;
this.age = age;
this.height = height;
this.birthday = birthday;
}
public String toString(){
String info = String.format("%s\t\t%s\t\t%s\t\t\t%s\t\t%s",this.name,this.gender.toString(),this.age.toString(),this.height.toString(),birthday.toString());
return info;
}
public static void printStudents(List<StudentInfo> studentInfos){
System.out.println("[姓名]\t\t[性别]\t\t[年龄]\t\t[身高]\t\t[生日]");
System.out.println("----------------------------------------------------------");
studentInfos.forEach(s->System.out.println(s.toString()));
System.out.println(" ");
}
@Override
public int compareTo(StudentInfo ob) {
return this.age.compareTo(ob.getAge());
//return 1;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Boolean getGender() {
return gender;
}
public void setGender(Boolean gender) {
this.gender = gender;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
public Double getHeight() {
return height;
}
public void setHeight(Double height) {
this.height = height;
}
public LocalDate getBirthday() {
return birthday;
}
public void setBirthday(LocalDate birthday) {
this.birthday = birthday;
}
}
添加一些测试数据
//测试数据，请不要纠结数据的严谨性
List<StudentInfo> studentList = new ArrayList<>();
studentList.add(new StudentInfo("李小明",true,18,1.76,LocalDate.of(2001,3,23)));
studentList.add(new StudentInfo("张小丽",false,18,1.61,LocalDate.of(2001,6,3)));
studentList.add(new StudentInfo("王大朋",true,19,1.82,LocalDate.of(2000,3,11)));
studentList.add(new StudentInfo("陈小跑",false,17,1.67,LocalDate.of(2002,10,18)));
使用年龄进行升序排序
//排序前输出
StudentInfo.printStudents(studentList);
//按年龄排序(Integer类型)
List<StudentInfo> studentsSortName = studentList.stream().sorted(Comparator.comparing(StudentInfo::getAge)).collect(Collectors.toList());
//排序后输出
StudentInfo.printStudents(studentsSortName);
使用年龄进行降序排序（使用reversed()方法）
//排序前输出
StudentInfo.printStudents(studentList);
//按年龄排序(Integer类型)
List<StudentInfo> studentsSortName = studentList.stream().sorted(Comparator.comparing(StudentInfo::getAge).reversed()).collect(Collectors.toList());
//排序后输出
StudentInfo.printStudents(studentsSortName);
使用年龄进行降序排序，年龄相同再使用身高升序排序
//排序前输出
StudentInfo.printStudents(studentList);
//按年龄排序(Integer类型)
List<StudentInfo> studentsSortName = studentList.stream()
.sorted(Comparator.comparing(StudentInfo::getAge).reversed().thenComparing(StudentInfo::getHeight))
.collect(Collectors.toList());
//排序后输出
StudentInfo.printStudents(studentsSortName);
parallelStream
parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用parallelStream 来输出空字符串的数量：
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = (int) strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
Collectors
Collectors 类实现了很多归约操作，例如将流转换成集合和聚合元素。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("筛选列表: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
统计
另外，一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上，它们可以用来产生类似如下的统计结果。
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());
使用Stream实例
public class Java8Tester {
public static void main(String args[]) {
System.out.println("使用 Java 7: ");
// 计算空字符串
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
System.out.println("列表: " + strings);
long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
System.out.println("空字符数量为: " + count);
count = getCountLength3UsingJava7(strings);
System.out.println("字符串长度为 3 的数量为: " + count);
// 删除空字符串
List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
System.out.println("筛选后的列表: " + filtered);
// 删除空字符串，并使用逗号把它们合并起来
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);
// 获取列表元素平方数
List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
System.out.println("平方数列表: " + squaresList);
List<Integer> integers = Arrays.asList(1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19);
System.out.println("列表: " + integers);
System.out.println("列表中最大的数 : " + getMax(integers));
System.out.println("列表中最小的数 : " + getMin(integers));
System.out.println("所有数之和 : " + getSum(integers));
System.out.println("平均数 : " + getAverage(integers));
System.out.println("随机数: ");
// 输出10个随机数
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("空字符串数量为: " + count);
count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
System.out.println("字符串长度为 3 的数量为: " + count);
filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
System.out.println("筛选后的列表: " + 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("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());
System.out.println("随机数: ");
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
// 并行处理
count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
System.out.println("空字符串的数量为: " + 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();
}
}
讲到这里本章对Java8系列之Stream使用的讲解也就结束了，如果想了解更多知识可以在对应的专栏中看系列文章，谢谢大家的观看，希望能给各位同学带来帮助。如果觉得博主写的还可以的，可以点赞收藏。 😉
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