Java8新特性Stream的完全使用指南

Java8新特性Stream的完全使用指南

什么是Stream

Stream是java 1.8版本开始提供的一个接口，主要提供对数据集合使用流的方式进行操作，流中的元素不可变且只会被消费一次，所有方法都设计成支持链式调用。使用Stream API可以极大生产力，写出高效率、干净、简洁的代码。

如何获得Stream实例

Stream提供了静态构建方法，可以基于不同的参数创建返回Stream实例

使用Collection的子类实例调用stream()或者parallelStream()方法也可以得到Stream实例，两个方法的区别在于后续执行Stream其他方法的时候是单线程还是多线程

Stream stringStream = Stream.of("1", "2", "3");

//无限长的偶数流

Stream evenNumStream = Stream.iterate(0, n -> n + 2);

List strList = new ArrayList<>();

strList.add("1");

strList.add("2");

strList.add("3");

Stream strStream = strList.stream();

Stream strParallelStream = strList.parallelStream();

filter

filter方法用于根据指定的条件做过滤，返回符合条件的流

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//获得只包含正数的流，positiveNumStream -> (1，2，3)

Stream positiveNumStream = numStream.filter(num -> num > 0);

map

map方法用于将流中的每个元素执行指定的转换逻辑，返回其他类型元素的流

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//转换成字符串流

Stream strStream = numStream.map(String::valueOf);

mapToInt mapToLong mapToDouble

这三个方法是对map方法的封装，返回的是官方为各个类型单独定义的Stream，该Stream还提供了适合各自类型的其他操作方法

Stream stringStream = Stream.of("-2", "-1", "0", "1", "2", "3");

IntStream intStream = stringStream.mapToInt(Integer::parseInt);

LongStream longStream = stringStream.mapToLong(Long::parseLong);

DoubleStream doubleStream = stringStream.mapToDouble(Double::parseDouble);

flatMap

flatMap方法用于将流中的每个元素转换成其他类型元素的流，比如，当前有一个订单(Order)列表，每个订单又包含多个商品(itemList)，如果要得到所有订单的所有商品汇总，就可以使用该方法，如下：

Stream allItemStream = orderList.stream().flatMap(order -> order.itemList.stream());

flatMapToInt flatMapToLong flatMapToDouble

这三个方法是对flatMap方法的封装，返回的是官方为各个类型单独定义的Stream，使用方法同上

distinct

distinct方法用于对流中的元素去重，判断元素是否重复使用的是equals方法

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 0, 1, 2, 2, 3);

//不重复的数字流，uniqueNumStream -> (-2, -1, 0, 1, 2, 3)

Stream uniqueNumStream = numStream.distinct();

sorted

sorted有一个无参和一个有参的方法，用于对流中的元素进行排序。无参方法要求流中的元素必须实现Comparable接口，不然会报java.lang.ClassCastException异常

Stream unorderedStream = Stream.of(5, 6, 32, 7, 27, 4);

//按从小到大排序完成的流，orderedStream -> (4, 5, 6, 7, 27, 32)

Stream orderedStream = unorderedStream.sorted();

有参方法sorted(Comparator super T> comparator)不需要元素实现Comparable接口，通过指定的元素比较器对流内的元素进行排序

Stream unorderedStream = Stream.of("1234", "123", "12", "12345", "123456", "1");

//按字符串长度从小到大排序完成的流，orderedStream -> ("1", "12", "123", "1234", "12345", "123456")

Stream orderedStream = unorderedStream.sorted(Comparator.comparingInt(String::length));

peek

peek方法可以不调整元素顺序和数量的情况下消费每一个元素，然后产生新的流，按文档上的说明，主要是用于对流执行的中间过程做debug的时候使用，因为Stream使用的时候一般都是链式调用的，所以可能会执行多次流操作，如果想看每个元素在多次流操作中间的流转情况，就可以使用这个方法实现

Stream.of("one", "two", "three", "four")

.filter(e -> e.length() > 3)

.peek(e -> System.out.println("Filtered value: " + e))

.map(String::toUpperCase)

.peek(e -> System.out.println("Mapped value: " + e))

.collect(Collectors.toList());

输出：

Filtered value: three

Mapped value: THREE

Filtered value: four

Mapped value: FOUR

limit(long maxSize)

limit方法会对流进行顺序截取，从第1个元素开始，保留最多maxSize个元素

Stream stringStream = Stream.of("-2", "-1", "0", "1", "2", "3");

//截取前3个元素，subStringStream -> ("-2", "-1", "0")

Stream subStringStream = stringStream.limit(3);

skip(lohttp://ng n)

skip方法用于跳过前n个元素，如果流中的元素数量不足n，则返回一个空的流

Stream stringStream = Stream.of("-2", "-1", "0", "1", "2", "3");

//跳过前3个元素，subStringStream -> ("1", "2", "3")

Stream subStringStream = stringStream.skip(3);

forEach

forEach方法的作用跟普通的for循环类似，不过这个可以支持多线程遍历，但是不保证遍历的顺序

Stream stringStream = Stream.of("-2", "-1", "0", "1", "2", "3");

//单线程遍历输出元素

stringStream.forEach(System.out::println);

//多线程遍历输出元素

stringStream.parallel().forEach(System.out::println);

forEachOrdered

forEachOrdered方法可以保证顺序遍历，比如这个流是从外部传进来的，然后在这之前调用过parallel方法开启了多线程执行，就可以使用这个方法保证单线程顺序遍历

Stream stringStream = Stream.of("-2", "-1", "0", "1", "2", "3");

//顺序遍历输出元素

stringStream.forEachOrdered(System.out::println);

//多线程遍历输出元素，下面这行跟上面的执行结果是一样的

//stringStream.parallel().forEachOrdered(System.out::println);

toArray

toArray有一个无参和一个有参的方法，无参方法用于把流中的元素转换成Object数组

Stream stringStream = Stream.of("-2", "-1", "0", "1", "2", "3");

Object[] objArray = stringStream.toArray();

有参方法toArray(IntFunction generator)支持把流中的元素转换成指定类型的元素数组

Stream stringStream = Stream.of("-2", "-1", "0", "1", "2", "3");

String[] strArray = stringStream.toArray(String[]::new);

reduce

reduce有三个重载方法，作用是对流内元素做累进操作

第一个reduce(BinaryOperator accumulator)

accumulator 为累进操作的具体计算

单线程等下如下代码

boolean foundAny = false;

T result = null;

for (T element : this stream) {

if (!foundAny) {

foundAny = true;

result = element;

}

else

result = accumulator.apply(result, element);

}

return foundAny ? Optional.of(result) : Optional.empty();

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//查找最小值

Optional min = numStream.reduce(BinaryOperator.minBy(Integer::compareTo));

//输出 -2

System.out.println(min.get());

//过滤出大于5的元素流

numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3).filter(num -> num > 5);

//查找最小值

min = numStream.reduce(BinaryOperator.minBy(Integer::compareTo));

//输出 Optional.empty

System.out.println(min);

第二个reduce(T identity, BinaryOperator accumulator)

identity 为累进操作的初始值

accumulator 同上

单线程等价如下代码

T result = identity;ZoBbXAqBH

for (T element : this stream)

result = accumulator.apply(result, element)

return result;

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//累加计算所有元素的和，sum=3

int sum = numStream.reduce(0, Integer::sum);

第三个reduce(U identity, BiFunction accumulator, BinaryOperator combiner)

identity和accumulator同上

combiner用于多线程执行的情况下合并最终结果

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

int sum = numStream.parallel().reduce(0, (a, b) -> {

System.out.println("accumulator执行:" + a + " + " + b);

return a + b;

}, (a, b) -> {

System.out.println("combiner执行:" + a + " + " + b);

return a + b;

});

System.out.println("最终结果："+sum);

输出：

accumulator执行:0 + -1

accumulator执行:0 + 1

accumulator执行:0 + 0

accumulator执行:0 + 2

accumulator执行:0 + -2

accumulator执行:0 + 3

combiner执行:2 + 3

combiner执行:-1 + 0

combiner执行:1 + 5

combiner执行:-2 + -1

combiner执行:-3 + 6

最终结果：3

collect

collect有两个重载方法，主要作用是把流中的元素作为集合转换成其他Collection的子类，其内部实现类似于前面的累进操作

第一个collect(Supplier supplier, BiConsumer accumulator, BiConsumer combiner)

supplier 需要返回开始执行时的默认结果

accumulator 用于累进计算用

combiner 用于多线程合并结果

单线程执行等价于如下代码

R result = supplier.get();

for (T element : this stream)

accumulator.accept(result, element);

return result;

第二个collect(Collector super T, A, R> collector)

collector其实是对上面的方法参数的一个封装，内部执行逻辑是一样的，只不过JDK提供了一些默认的Collector实现

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

List numList = numStream.collect(Collectors.toList());

Set numSet = numStream.collect(Collectors.toSet());

min

min方法用于计算流内元素的最小值

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

Optional min = numStream.min(Integer::compareTo);

max

min方法用于计算流内元素的最大值

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

Optional max = numStream.max(Integer::compareTo);

count

count方法用于统计流内元素的总个数

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//count=6

long count = numStream.count();

anyMatch

anyMatch方法用于匹配校验流内元素是否有符合指定条件的元素

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//判断是否包含正数，hasPositiveNum=true

boolean hasPositiveNum = numStream.anyMatch(num -> num > 0);

allMatch

allMatch方法用于匹配校验流内元素是否所有元素都符合指定条件

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//判断是否全部是正数，allNumPositive=false

boolean allNumPositive = numStream.allMatch(num -> num > 0);

noneMatch

noneMatch方法用于匹配校验流内元素是否都不符合指定条件

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

//判断是否没有小于0的元素，noNegativeNum=false

boolean noNegativeNum = numStream.noneMatch(num -> num < 0);

findFirst

findFirst方法用于获取第一个元素，如果流是空的，则返回Optional.empty

Stream numStream = Stream.of(-http://2, -1, 0, 1, 2, 3);

//获取第一个元素，firstNum=-2

Optional firstNum = numStream.findFirst();

findAny

findAny方法用于获取流中的任意一个元素，如果流是空的，则返回Optional.empty，因为可能会使用多线程，所以不保证每次返回的是同一个元素

Stream numStream = Stream.of(-2, -1, 0, 1, 2, 3);

Optional anyNum = numStream.findAny();

总结

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