JDK1.8新特性——Stream流

一、概念以及用途

        Java8的两个重大改变，一个是Lambda表达式，另一个就是本节要讲的Stream API表达式。Stream 是Java8中处理集合的关键抽象概念，它可以对集合进行非常复杂的查找、过滤、筛选等操作，在新版的JPA【连接数据库】中，也已经加入了Stream。如：

@Query("select u from User u")
Stream<User> findAllByCustomQueryAndStream();
 
Stream<User> readAllByFirstnameNotNull();
 
@Query("select u from User u")
Stream<User> streamAllPaged(Pageable pageable);

 Stream API给我们操作集合带来了强大的功用，同时Stream API操作简单，容易上手。

二、Stream流的操作步骤 

• 创建Stream        从一个数据源，如集合、数组中获取流。
• 中间操作             一个操作的中间链，对数据源的数据进行操作。
• 终止操作             一个终止操作，执行中间操作链，并产生结果

 

         假设我们现在有一个List<String> list 的名字集合。并对这个集合有如下需求：

• 拿到所有姓张的
• 拿到名字长度为3个字的
• 打印这些数据

         下面代码为大家展现Stream流与JDK8之前对该需求的操作方法：

package test.StreamTest;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
 
/**
 * @作者：徐志豪
 * @创建时间 2022/7/20 20:16
 * 为什么要使用Stream流    书写优雅，提高性能
 **/
public class WhyWeUseStream {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, "张无忌", "周芷若", "赵敏", "张强", "张三丰");
        //需求:1.拿到所有姓张的 2.拿到名字长度为3个字的 3.打印这些数据
 
        //传统做法  for循环，new新的ArrayList存放需求的数据
        //1.拿到所有姓张的
        List<String> nameList = new ArrayList<>();
        for (String s : list) {
            if (s.startsWith("张")){
                nameList.add(s);
            }
        }
        //2.拿到名字长度为3个字的
        List<String> lengthList = new ArrayList<>();
        for (String s : list) {
            if (s.length()==3){
                lengthList.add(s);
            }
        }
        //3.打印这些数据
        for (String s : nameList) {
            System.out.println(s);
        }
        System.out.println("------------");
        for (String s : lengthList) {
            System.out.println(s);
        }
 
 
        System.out.println("+++++++++++++++++++++++++++++++");
        //Stream流实现上述需求
        //1.拿到所有姓张的并打印
        list.stream()
                .filter((str)->str.startsWith("张"))
                .forEach(System.out::println);
 
        System.out.println("------------");
 
        //2.拿到名字长度为3个字的并打印
        list.stream()
                .filter((str)->str.length()==3)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

        我们可以看到传统做法想要实现上述的需求，需要不断的循环和创建新的集合来接操作后的数组，这样性能不高，而且比较繁琐

        Stream流操作中，其中  list.stream()是创建stream流，filter()属于中间操作，forEach()属于终止操作。具体这三个操作步骤会在下面详细讲述：

2.1 创建Stream流对象

（1）通过Collection对象的Stream()或parallerStream()方法 

        List<String> list = new ArrayList<>();
        //串行 单线程
        Stream<String> stream = list.stream();
        //并行 多线程
        Stream<String> stringStream = list.parallelStream();

 （2）通过Arrays类的Stream()方法

        Integer[] arr = {1,2,3,4,5,6};
        Stream<Integer> stream1 = Arrays.stream(arr);

 （3）通过Stream接口的of()，iterate()，generate()方法

        Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);
        Stream<String> stringStream1 = Stream.of("1", "2", "3", "4");

 （4）通过IntStream，LongStream，DoubleStream接口中的of()，range()，rangeClosed()方法

        IntStream intStream = IntStream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
        DoubleStream doubleStream = DoubleStream.of(1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5);

  2.2 中间操作

用下面这个集合来举例： 

public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        Collections.addAll(list, "张无忌", "周芷若", "赵敏", "张强", "张三丰","张无忌");
}

（1）.limit(n)   从list中取出n个元素

list.stream().limit(2).forEach(System.out::println);

 （2）.skip(n) 从list第n个元素开始，取出所有元素

list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);

 （3）.distinct() 去除重复

list.stream().distinct().forEach(System.out::println);

 （4）.filter(Predicate<? super T> predicate)    筛选条件

         括号中的内容为一个断言型函数式接口，其中的T为当前集合中元素的类型。

下面的中间操作我们换一个集合来举例，为大家附上集合代码，直接cv拿来用就可以：

Person类：

class Person {
    private String name;
    private Integer age;
    private String country;
    private char sex;
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public Integer getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
 
    public String getCountry() {
        return country;
    }
 
    public void setCountry(String country) {
        this.country = country;
    }
 
    public char getSex() {
        return sex;
    }
 
    public void setSex(char sex) {
        this.sex = sex;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", country='" + country + '\'' +
                ", sex=" + sex +
                '}';
    }
 
    public Person(String name, Integer age, String country, char sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.country = country;
        this.sex = sex;
    }
}

PersonList集合：

public static void main(String[] args) {
        List<Person> personList = new ArrayList<>();
        personList.add(new Person("欧阳雪",18,"中国",'F'));
        personList.add(new Person("Tom",24,"美国",'M'));
        personList.add(new Person("Harley",22,"英国",'F'));
        personList.add(new Person("向天笑",20,"中国",'M'));
        personList.add(new Person("李康",22,"中国",'M'));
        personList.add(new Person("小梅",20,"中国",'F'));
        personList.add(new Person("何雪",21,"中国",'F'));
        personList.add(new Person("李康",22,"中国",'M'));
}

        由此可见，在我们这个例子中，filter（）中的内容中的T应该为Person类。

我们知道断言型函数式接口返回值为boolean，所以他的用法就是让结果是true的元素留下，结果是false的元素筛选掉。

找出年龄大于20的人并打印输出：

      personList.stream()
                .filter((person)->person.getAge()>20)
                .forEach(System.out::println);

（5）.map(Function<? super T,?>  mapper )       将元素转换成其他形式或提取信息。

        其中的T在这里应为Person

        .map() 接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。就好比将现有元素，经过map方法处理过后，变成一个新的元素，这个元素就是你想过滤后的，你需要的元素，过滤的要求就是map中的Function函数型函数式接口。

 

 打印出集合中所有人的年龄各式多少：

personList.stream()
                .map((person -> person.getAge()))
                .forEach(System.out::println);

 这里的map中的Lambda表达式可以转换为实例方法引用的形式：

.map((Person::getAge))

（6）.sorted()  /    .sort(Comparator<? super Integet> comparator)  对元素进行排序

        我们可以看到这个操作方法进行了重载，可以是无参（自带默认排序）或是传入一个比较器参数（自定义排序规则）

打印出所有的中国人并按照年龄升序排序：

personList.stream()
                .filter((p) -> p.getCountry().equals("中国"))
                .sorted((p1,p2)->p1.getAge()-p2.getAge())
                .forEach(System.out::println);

 2.3 终止操作

 （1）.count()      计算元素的个数

 求中国人的个数并打印输出:

long num = personList.stream()
                .filter((p) -> p.getCountry().equals("中国"))
                .count();
        System.out.println("中国人的个数为"+num);

（2）.forEach()             遍历

遍历元素，一般用于遍历输出。

打印输出所有元素：

personList.stream().forEach(System.out::println);

（3）.reduce ()   规约        元素反复结合，得到一个值     传参方式有如下两种： 

Integer identity,BinaryOperator<Integer>accumulator
BinaryOperator<Integer>accumulator

第一种传参方式的第一个参数为默认值，后面的参数为合并方式。

第二种传参方式与第一种的第二个参数相同

求元素中的年龄总和：

Optional<Integer> reduce = personList.stream()
                .map((person -> person.getAge()))
                .reduce((a1, a2) -> a1 + a2);
        System.out.println(reduce.get());

（4）.collect()    收集    将流转换为其他形式  

        参数 接收一个Collector接口实现 ，用于给Stream中汇总的方法 ，常见的有Collecters.toList等等

将元素中年龄大于20的人收集并转为list：

List<Person> collect = personList.stream()
                .filter((person -> person.getAge() > 20))
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(collect);

（5）.max(Comparator<? super T> comparator)   最大值   传入一个比较器参数

         .min(Comparator<? super T> comparator)    最小值   传入一个比较器参数

 求集合中年龄最大的人：

Optional<Person> min = personList.stream()
                .min((p1, p2) -> p1.getAge() - p2.getAge());
        System.out.println(min.get());

 求集合中年龄最小的人：

Optional<Person> max = personList.stream()
                .max((p1, p2) -> p1.getAge() - p2.getAge());
        System.out.println(max.get());

 （6）.allMatch(Predicate<? super T> predicate)         检查是否匹配所有元素

          .anyMatch(Predicate<? super T> predicate)       检查是否至少匹配一个元素

          .noneMatch(Predicate<? super T> predicate)     检查是否没有匹配所有元素

//match->
        //     allMatch  都满足返回true
        boolean b = personList.stream()
                .allMatch((person -> person.getAge() < 25));
        System.out.println(b);
        //     anyMatch  只要有满足条件的就返回true
        boolean b1 = personList.stream()
                .anyMatch(person -> person.getAge() == 18);
        System.out.println(b1);
 
        //     noneMatch  都不满足返回true
        boolean b2 = personList.stream()
                .noneMatch(person -> person.getAge() < 10);
        System.out.println(b2);

（7）.findFirst()                      返回第一个元素

        .findAny()                        返回当前流中的任意元素

//find ->
        //     findFirst   返回第一个满足条件的元素
        //返回第一个年龄大于20的人
        Optional<Person> first = personList.stream()
                .filter(person -> person.getAge() > 20)
                .findFirst();
        System.out.println(first.get());
        //     findAny     随机返回一个满足条件的元素   一般用在parallelStream()中
        //随机返回一个中国人
        Optional<Person> p = personList.parallelStream()
                .filter(person -> person.getCountry().equals("中国"))
                .findAny();
        System.out.println(p.get());