关于java:Java-8-Stream

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Java 8 Stream

Java 8 API 增加了一个新的形象称为流 Stream，能够让你以一种申明的形式解决数据。

Stream 应用一种相似用 SQL 语句从数据库查问数据的直观形式来提供一种对 Java 汇合运算和表白的高阶形象。

Stream API 能够极大进步 Java 程序员的生产力，让程序员写出高效率、洁净、简洁的代码。

这种格调将要解决的元素汇合看作一种流，流在管道中传输，并且能够在管道的节点上进行解决，比方筛选，排序，聚合等。

元素流在管道中通过两头操作（intermediate operation）的解决，最初由最终操作 (terminal operation) 失去后面解决的后果。

+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+
| stream of elements + ----->|filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect|
+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+

以上的流程转换为 Java 代码为：

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）是一个来自数据源的元素队列并反对聚合操作

  • 元素是特定类型的对象，造成一个队列。Java 中的 Stream 并不会存储元素，而是按需计算。
  • 数据源 流的起源。能够是汇合，数组，I/O channel，产生器 generator 等。
  • 聚合操作 相似 SQL 语句一样的操作，比方 filter, map, reduce, find, match, sorted 等。

和以前的 Collection 操作不同，Stream 操作还有两个根底的特色：

  • Pipelining: 两头操作都会返回流对象自身。这样多个操作能够串联成一个管道，如同流式格调（fluent style）。这样做能够对操作进行优化，比方提早执行 (laziness) 和短路(short-circuiting)。
  • 外部迭代 ：以前对汇合遍历都是通过 Iterator 或者 For-Each 的形式, 显式的在汇合内部进行迭代，这叫做内部迭代。Stream 提供了外部迭代的形式，通过访问者模式(Visitor) 实现。

生成流

在 Java 8 中, 汇合接口有两个办法来生成流：

  • stream() − 为汇合创立串行流。
  • parallelStream() − 为汇合创立并行流。
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "","bc","efg","abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

forEach

Stream 提供了新的办法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。以下代码片段应用 forEach 输入了 10 个随机数：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map

map 办法用于映射每个元素到对应的后果，以下代码片段应用 map 输入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 办法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段应用 filter 办法过滤出空字符串：

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "","bc","efg","abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

limit

limit 办法用于获取指定数量的流。以下代码片段应用 limit 办法打印出 10 条数据：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

sorted

sorted 办法用于对流进行排序。以下代码片段应用 sorted 办法对输入的 10 个随机数进行排序：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

并行（parallel）程序

parallelStream 是流并行处理程序的代替办法。以下实例咱们应用 parallelStream 来输入空字符串的数量：

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "","bc","efg","abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
int count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

咱们能够很容易的在程序运行和并行间接切换。

Collectors

Collectors 类实现了很多归约操作，例如将流转换成汇合和聚合元素。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，一些产生统计后果的收集器也十分有用。它们次要用于 int、double、long 等根本类型上，它们能够用来产生相似如下的统计后果。

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());

Stream 残缺实例

将以下代码放入 Java8Tester.java 文件中：

Java8Tester.java 文件

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("应用 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，并应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:");
        
      // 输入 10 个随机数
      Random random = new Random();
        
      for(int i=0; i < 10; i++){System.out.println(random.nextInt());
      }
        
      System.out.println("应用 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();}
}

执行以上脚本，输入后果为：

$ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
应用 Java 7: 
列表: \[abc, , bc, efg, abcd, , jkl\]
空字符数量为: 2
字符串长度为 3 的数量为: 3
筛选后的列表: \[abc, bc, efg, abcd, jkl\]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
平方数列表: \[9, 4, 49, 25\]
列表: \[1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19\]
列表中最大的数 : 19
列表中最小的数 : 1
所有数之和 : 85
平均数 : 9
随机数: 
-393170844
-963842252
447036679
-1043163142
-881079698
221586850
-1101570113
576190039
-1045184578
1647841045
应用 Java 8: 
列表: \[abc, , bc, efg, abcd, , jkl\]
空字符串数量为: 2
字符串长度为 3 的数量为: 3
筛选后的列表: \[abc, bc, efg, abcd, jkl\]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: \[9, 4, 49, 25\]
列表: \[1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19\]
列表中最大的数 : 19
列表中最小的数 : 1
所有数之和 : 85
平均数 : 9.444444444444445
随机数: 
-1743813696
-1301974944
-1299484995
-779981186
136544902
555792023
1243315896
1264920849
1472077135
1706423674
空字符串的数量为: 2

正文完
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发表至： java
2021-04-06
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