再来看看Java的新特性Stream流

半年前开始试着使用 Java 的新特性，给我印象最深的就是 Stream 流和 Optional。其中 Stream 提高了看法效率，让代码看起来十分清爽。

为什么要使用流？

摘要中已经说明了，为了提高开发效率。流可以帮助我们高效操作 集合 ，流帮助我们通过 流水线 的方式对集合进行 删减 、 合并 、 排序 、 修改 ，并最终返回我们想要的元素数据或统计数据。 流水线 的意思是说，一批元素不需要等待全部元素都完成某步操作，才进行下步操作，而是可以尽早进行下步操作，就好像流水线工厂一样，这为流高效运作提供了基础。流还有一个 内部迭代 的概念，就是把 for 循环显示迭代隐藏起来了，这样可以更方便的 并行开发。

流的使用

准备

在使用流之前需要做些准备，首先说明两个概念：中间操作 和 终端操作 。 中间操作 就好比生产车间的一步一步元素处理，每步处理之后，里面的元素样式或者数据结构可能发生改变了，但是它还是流。终端操作 就好比产品生产完了，要打包装箱，变成最终消费者可见的最终形态，此时，它已经是产品，不再是流了。

接着为了演示操作，先模拟几条数据

List<JSONObject> menu = new ArrayList<>();
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","宫保鸡丁").putOpt("price","28"));
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","鱼香肉丝").putOpt("price","30"));
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","肉夹馍").putOpt("price","6"));
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","煎饼").putOpt("price","6"));

常用的中间操作

filter

filter 应该是 Stream 操作里面最常见的了，过滤器顾名思义就是过滤数据用的，filter 的参数可以是 lambda 表达式。

// 比如下面这句话，就是得到所有价格小于 10 的食物，得到的还是流。//stream()方法将集合转成流
menu.stream().filter(jsonObject -> jsonObject.getInt("price")<10);

distinct、limit 和 skip

distinct 是去重，limit 是截取前几个元素，skip 是跳过前多少个元素。

List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
integerList.add(1);
integerList.add(1);
integerList.add(2);
integerList.add(3);
integerList.stream()
    .distinct()// 经过去重，流还剩 1、2、3
    .skip(1)// 跳过第一个元素，流中还有 2、3
    .limit(1);// 截取第一个元素，流中还剩 2 

map

map 映射，上面的 filter 是将元素筛选，map 则是改变元素的样式。比如，我们想要知道所有小于 10 块食物的名字。

menu.stream()
    .filter(jsonObject -> jsonObject.getInt("price")<10)// 此时还是 jsonObject
    .map(jsonObject -> jsonObject.getStr("name"));// 此时变成了 String

flatMap

流的合并，可以将多个数组合并操作，这样返回元素不是流，而是具体元素本身了。

Stream.of(menu,foreignMenu)// 此时元素是流 List<Stream>
    .flatMap(x -> x.stream())// 此时元素是 jsonObject List<jsonObject>
    .map(jsonObject -> jsonObject.getStr("name"))
    .distinct();

常用的终端方法

allMatch、anyMatch、noneMatch、findFirst 和 findAny

方法	含义
allMatch	检查谓词是否匹配所有元素
anyMatch	检查谓词是否至少匹配一个元素
noneMatch	确保流中没有任何元素与给定的谓词匹配
findFirst	查找第一个符合条件的元素
findAny	将返回当前流中的任意元素

// 前三个方法都是返回 boolean 类型
boolean allMatchBool = menu.stream()
    .allMatch(jsonObject -> jsonObject.getInt("price") < 10);
boolean noneMatchBool = menu.stream()
    .noneMatch(jsonObject -> jsonObject.getInt("price") < 10);
boolean anyMatchBool = menu.stream()
    .anyMatch(jsonObject -> jsonObject.getInt("price") < 10);

上面个方法返回的都是 boolean 类型，findFirst、findAny 返回的都是元素。

// 关于 Optional，先不关心，总之是元素就对了
Optional<JSONObject> first = menu.stream().findFirst();
Optional<JSONObject> any = menu.stream().findAny();

System.out.println(first.get().toString());
System.out.println(any.get().toString());

// 输出
//{"price":"28","name":"宫保鸡丁"}
//{"price":"28","name":"宫保鸡丁"}

以上两个方法，只要找到符合条件的数据，流就提前结束了。为什么都是输出第一个元素，却要实现有两个方法呢？因为 并行，findAny 在并行方面限制会少一些。

reduce

最开始的时候说了，最终的返回值可以是元素集合，也可以是统计数据 (或者说归纳)，比如说元素求和。假设我们需要menu 中所有食品各要一份需要花多少钱。

Optional<Integer> price = menu.stream()//List<JsonObject>
    .map(jsonObject -> jsonObject.getInt("price"))// 先将元素转成数字 List<Integer>
    .reduce((x, y) -> x + y);
System.out.println(price.get());

max 和 min

这个好理解，就是最大值和最小值嘛。效果类似于

.reduce(Integer::max)
.reduce(Integer::min)

常用流汇总

其中没有展示 sorted、count 这个都好理解。至于 collect 这个后面讲，用的比较多。

流的转化

除了对象流（Stream）以外，还有一些类型流，比如说 IntStream(以 IntStream 举例，其他类似)上面求和返回的是 Optional 对象，那可以直接返回 Integer 类型吗？

// 使用映射方法 mapToInt()就 ok 了
int price = menu.stream()//Stream
    .mapToInt(jsonObject -> jsonObject.getInt("price"))//IntStream
    .sum();
// 类型流转化回对象流，可以使用 boxed()
IntStream intStream = menu.stream()
    .mapToInt(jsonObject -> jsonObject.getInt("price"));
Stream<Integer> boxed = intStream.boxed();
// 当然了 IntStream 中有很多 int 类型操作的方法，就不一一举例了，源码打开一看，见名知意

收集器

前面讲的常用的中间操作，返回值都是流，还有一些中断操作，返回值都是 Optional 或者数值。可别忘了 Stream 最开始的初衷是为了解决集合操作问题。最终转化成集合使用的中断操作 collect，参数是接口 Collector，里面有众多转化方法。

转换成集合

最常用的莫非 toList() 这个方法了，将返回结果变成 List。

List<JSONObject> list = menu.stream()
    .filter(jsonObject -> jsonObject.getInt("price") < 10)
    .collect(Collectors.toList());
// 当然还有 toSet()等等，触类旁通

字符串拼接

比较常用，就是字符串链接了。使用 joining()方法

String s = menu.stream()
    .filter(jsonObject -> jsonObject.getInt("price") < 10)
    .map(jsonObject -> jsonObject.getStr("name"))
    .collect(Collectors.joining(","));

分组

根据提供的属性分组，使用 groupingBy()，为了方便说明，给上面各种食品一个 type 值：

List<JSONObject> menu = new ArrayList<>();
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","宫保鸡丁").putOpt("price","28").putOpt("type","good"));
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","鱼香肉丝").putOpt("price","30").putOpt("type","good"));
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","肉夹馍").putOpt("price","6").putOpt("type","normal"));
menu.add(new JSONObject().putOpt("name","煎饼").putOpt("price","6").putOpt("type","normal"));

Map<String, List<JSONObject>> type = menu.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(jsonObject -> jsonObject.getStr("type")));
System.out.println(type);
// 输出
//{normal=[{"price":"6","name":"肉夹馍","type":"normal"}, {"price":"6","name":"煎饼","type":"normal"}], good=[{"price":"28","name":"宫保鸡丁","type":"good"}, {"price":"30","name":"鱼香肉丝","type":"good"}]}

与分组类似的还有一个方法 partitioningBy (), 分区，不过它的参数位于是 boolean 类型。

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