用Java 8 的 Stream 来写代码，干净优雅！

wemall 发布于2021-11-22 15:24 / 611人阅读

摘要：补充一点使用数值流可以避免计算过程中拆箱装箱，提高性能。其目的主要是打开流，做出某种程度的数据映射过滤，然后返回一个新的流，交给下一个操作使用。终端操作的执行，才会真正开始流的遍历。

Java8的新特性主要是Lambda表达式和流，当流和Lambda表达式结合起来一起使用时，因为流申明式处理数据集合的特点，可以让代码变得简洁易读

流如何简化代码

如果有一个需求，需要对数据库查询到的菜肴进行一个处理：

筛选出卡路里小于400的菜肴
对筛选出的菜肴进行一个排序
获取排序后菜肴的名字

菜肴：Dish.java

public class Dish {
    private String name;
    private boolean vegetarian;
    private int calories;
    private Type type;
    // getter and setter
}

Java8以前的实现方式

private List beforeJava7(List dishList) {
    List lowCaloricDishes = new ArrayList<>();

    //1.筛选出卡路里小于400的菜肴
    for (Dish dish : dishList) {
        if (dish.getCalories() < 400) {
            lowCaloricDishes.add(dish);
        }
    }

    //2.对筛选出的菜肴进行排序
    Collections.sort(lowCaloricDishes, new Comparator() {
        @Override
        public int compare(Dish o1, Dish o2) {
            return Integer.compare(o1.getCalories(), o2.getCalories());
        }
    });

    //3.获取排序后菜肴的名字
    List lowCaloricDishesName = new ArrayList<>();
    for (Dish d : lowCaloricDishes) {
        lowCaloricDishesName.add(d.getName());
    }

    return lowCaloricDishesName;
}

Java8之后的实现方式

private List afterJava8(List dishList) {
    return dishList.stream()
            .filter(d -> d.getCalories() < 400) //筛选出卡路里小于400的菜肴
            .sorted(comparing(Dish::getCalories)) //根据卡路里进行排序
            .map(Dish::getName) //提取菜肴名称
            .collect(Collectors.toList()); //转换为List
}

不拖泥带水，一气呵成，原来需要写24代码实现的功能现在只需5行就可以完成了

高高兴兴写完需求这时候又有新需求了，新需求如下：

对数据库查询到的菜肴根据菜肴种类进行分类，返回一个Map>的结果

这要是放在jdk8之前肯定会头皮发麻

Java8以前的实现方式

private static Map> beforeJdk8(List dishList) {
    Map> result = new HashMap<>();

    for (Dish dish : dishList) {
        //不存在则初始化
        if (result.get(dish.getType())==null) {
            List dishes = new ArrayList<>();
            dishes.add(dish);
            result.put(dish.getType(), dishes);
        } else {
            //存在则追加
            result.get(dish.getType()).add(dish);
        }
    }

    return result;
}

还好jdk8有Stream，再也不用担心复杂集合处理需求

Java8以后的实现方式

private static Map> afterJdk8(List dishList) {
    return dishList.stream().collect(groupingBy(Dish::getType));
}

又是一行代码解决了需求，忍不住大喊Stream API牛批看到流的强大功能了吧，接下来将详细介绍流

什么是流

流是从支持数据处理操作的源生成的元素序列，源可以是数组、文件、集合、函数。流不是集合元素，它不是数据结构并不保存数据，它的主要目的在于计算

如何生成流

生成流的方式主要有五种

1.通过集合生成，应用中最常用的一种

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Stream stream = integerList.stream();

通过集合的stream方法生成流

2.通过数组生成

int[] intArr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};
IntStream stream = Arrays.stream(intArr);

通过Arrays.stream方法生成流，并且该方法生成的流是数值流【即IntStream】而不是Stream。补充一点使用数值流可以避免计算过程中拆箱装箱，提高性能。

Stream API提供了mapToInt、mapToDouble、mapToLong三种方式将对象流【即Stream】转换成对应的数值流，同时提供了boxed方法将数值流转换为对象流

3.通过值生成

Stream stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);

通过Stream的of方法生成流，通过Stream的empty方法可以生成一个空流

4.通过文件生成

Stream lines = Files.lines(Paths.get("data.txt"), Charset.defaultCharset())

通过Files.line方法得到一个流，并且得到的每个流是给定文件中的一行

5.通过函数生成提供了iterate和generate两个静态方法从函数中生成流

iterator

Stream stream = Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(5);

iterate方法接受两个参数，第一个为初始化值，第二个为进行的函数操作，因为iterator生成的流为无限流，通过limit方法对流进行了截断，只生成5个偶数

generator

Stream stream = Stream.generate(Math::random).limit(5);

generate方法接受一个参数，方法参数类型为Supplier，由它为流提供值。generate生成的流也是无限流，因此通过limit对流进行了截断

流的操作类型

流的操作类型主要分为两种

1.中间操作

一个流可以后面跟随零个或多个中间操作。其目的主要是打开流，做出某种程度的数据映射/过滤，然后返回一个新的流，交给下一个操作使用。这类操作都是惰性化的，仅仅调用到这类方法，并没有真正开始流的遍历，真正的遍历需等到终端操作时，常见的中间操作有下面即将介绍的filter、map等

2.终端操作

一个流有且只能有一个终端操作，当这个操作执行后，流就被关闭了，无法再被操作，因此一个流只能被遍历一次，若想在遍历需要通过源数据在生成流。终端操作的执行，才会真正开始流的遍历。如下面即将介绍的count、collect等

流使用

流的使用将分为终端操作和中间操作进行介绍

中间操作

filter筛选

List integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5);
Stream stream = integerList.stream().filter(i -> i > 3);

通过使用filter方法进行条件筛选，filter的方法参数为一个条件

distinct去除重复元素

List integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5);
Stream stream = integerList.stream().distinct();

通过distinct方法快速去除重复的元素

limit返回指定流个数

List integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5);
Stream stream = integerList.stream().limit(3);

通过limit方法指定返回流的个数，limit的参数值必须>=0，否则将会抛出异常

skip跳过流中的元素

List integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5);
Stream stream = integerList.stream().skip(2);

通过skip方法跳过流中的元素，上述例子跳过前两个元素，所以打印结果为2,3,4,5，skip的参数值必须>=0，否则将会抛出异常

map流映射

所谓流映射就是将接受的元素映射成另外一个元素

List stringList = Arrays.asList("Java 8", "Lambdas", "In", "Action");
Stream stream = stringList.stream().map(String::length);

通过map方法可以完成映射，该例子完成中String -> Integer的映射，之前上面的例子通过map方法完成了Dish->String的映射

flatMap流转换

将一个流中的每个值都转换为另一个流

List wordList = Arrays.asList("Hello", "World");
List strList = wordList.stream()
        .map(w -> w.split(" "))
        .flatMap(Arrays::stream)
        .distinct()
        .collect(Collectors.toList());

map(w -> w.split(" "))的返回值为Stream，我们想获取Stream，可以通过flatMap方法完成Stream ->Stream的转换

元素匹配

提供了三种匹配方式

1.allMatch匹配所有

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
if (integerList.stream().allMatch(i -> i > 3)) {
    System.out.println("值都大于3");
}

通过allMatch方法实现

2.anyMatch匹配其中一个

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
if (integerList.stream().anyMatch(i -> i > 3)) {
    System.out.println("存在大于3的值");
}

等同于

for (Integer i : integerList) {
    if (i > 3) {
        System.out.println("存在大于3的值");
        break;
    }
}

存在大于3的值则打印，java8中通过anyMatch方法实现这个功能

3.noneMatch全部不匹配

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
if (integerList.stream().noneMatch(i -> i > 3)) {
    System.out.println("值都小于3");
}

通过noneMatch方法实现

终端操作

统计流中元素个数

1.通过count

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Long result = integerList.stream().count();

通过使用count方法统计出流中元素个数

2.通过counting

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Long result = integerList.stream().collect(counting());

最后一种统计元素个数的方法在与collect联合使用的时候特别有用

查找

提供了两种查找方式

1.findFirst查找第一个

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional result = integerList.stream().filter(i -> i > 3).findFirst();

通过findFirst方法查找到第一个大于三的元素并打印

2.findAny随机查找一个

List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional result = integerList.stream().filter(i -> i > 3).findAny();

通过findAny方法查找到其中一个大于三的元素并打印，因为内部进行优化的原因，当找到第一个满足大于三的元素时就结束，该方法结果和findFirst方法结果一样。提供findAny方法是为了更好的利用并行流，findFirst方法在并行上限制更多【本篇文章将不介绍并行流】

reduce将流中的元素组合起来

假设我们对一个集合中的值进行求和

jdk8之前

int sum = 0;
for (int i : integerList) {
sum += i;
}

jdk8之后通过reduce进行处理

int sum = integerList.stream().reduce(0, (a, b) -> (a + b));

一行就可以完成，还可以使用方法引用简写成：

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

reduce接受两个参数，一个初始值这里是0，一个BinaryOperator accumulator来将两个元素结合起来产生一个新值，

另外reduce方法还有一个没有初始化值的重载方法

获取流中最小最大值

通过min/max获取最小最大值

Optional min = menu.stream().map(Dish::getCalories).min(Integer::compareTo);
Optional max = menu.stream().map(Dish::getCalories).max(Integer::compareTo);

也可以写成：

OptionalInt min = menu.stream().mapToInt(Dish::getCalories).min();
OptionalInt max = menu.stream().mapToInt(Dish::getCalories).max();

min获取流中最小值，max获取流中最大值，方法参数为Comparator comparator

通过minBy/maxBy获取最小最大值

Optional min = menu.stream().map(Dish::getCalories).collect(minBy(Integer::compareTo));
Optional max = menu.stream().map(Dish::getCalories).collect(maxBy(Integer::compareTo));

minBy获取流中最小值，maxBy获取流中最大值，方法参数为Comparator comparator

通过reduce获取最小最大值

                 
                                                                                                                    
                         云服务器
                                             
                         GPU云服务器
                                                                                                                                                 
                                      
                     
                    
                                                                                               java优雅异常处理
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