Lambda表达式及Stream的使用_stream lamda

前言：

    函数式编程是一种编程范式，它将计算过程视为函数应用的连续组合。函数式编程强调使用纯函数（Pure Function），避免使用可变状态和副作用，倡导将计算过程抽象为函数，便于代码的理解、测试和并行化。在JDK8之前主要函数式编程主要体现在匿名内部类的使用上。

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    public void run() {
        System.out.println("Hello from anonymous inner class");
    }
});
thread.start();

一、Lambda表达式

1.1 Lambda表达式的理解

      Lambda表达式是JAVA8提出的又一种函数式编程的体现，旨在提供一种更简洁的语法来表示函数式接口（只有一个抽象方法的接口）的实例。可以理解为  Lambda表达式就是对函数式接口实现的一种优化。

1.2 Lambda表达式的语法

      Lambda表达式的基本语法如下：

(parameters) -> expression

   或

(parameters) -> { statements; }

        其中，参数可以是任意合法的Java参数列表，可以为空或包含一个或多个参数。箭头（->）将参数与Lambda主体分隔开来。

        Lambda主体可以是一个表达式，也可以是一个代码块。如果主体是一个表达式，它将直接返回该表达式的结果。如果主体是一个代码块，它将按照常规的Java语法执行，并且您可能需要使用return语句来返回值。   如果表达式只有一句代码，则可以考虑省略{} 或return 关键字。

1.3 Lambda表达式的使用

1. 无参数的Lambda表达式：

() -> System.out.println("Hello, Lambda!");

     2. 有参数的Lambda表达式： 

(x,y) -> System.out.println("Hello, Lambda!");

        这里 x、y是什么参数类型，要视上层调用方法体而定。

     3. 带有多行代码的Lambda表达式：

(x, y) -> {
    int sum = x + y;
    System.out.println("Sum: " + sum);
    return sum;
}

     4. 函数式接口的实现

# 定义函数式接口 ， 无返回值
public interface Interface1 {
 
    void getData(String mallId);
 
}
 
# Lambda 表达式的实现
# 如果接口只有一个参数， 则参数的 () 可以省略
# 如果表达式只有一句代码,则表达式的 {} 可以省略
Interface1 interface1  = x ->  System.out.println("线程执行");
 
 
# 定义函数式接口 ， 有返回值
public interface Interface2 {
 
    String getData(String mallId);
 
}
 
# Lambda 表达式的实现
# 只有一个参数， 则参数的 () 可以省略
# 表达式只有一句代码,则表达式的 {} 、return 都可以省略
Interface2 b = x ->  "hello";

二、Stream 流式调用 

1.1 流式调用的理解

        Stream将要处理的元素集合看作一种流，在流的过程中，借助Stream API对流中的元素进行操作，比如：筛选、排序、聚合等。

Stream可以由数组或集合创建，对流的操作分为两种：

中间操作:

        指每次返回一个新的流，可以有多个。这些操作是延迟执行的（lazy），也就是说它们不会立即执行，只是在遇到终端操作时才会开始执行。中间操作允许对流中的元素进行一系列转换、过滤等处理。

常见的中间操作有：

• filter(Predicate<? super T> predicate): 过滤流中的元素。
• map(Function<? super T, ? extends R> mapper): 将每个元素转换为另一种形式。
• flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper): 将每个元素转换为一个流，然后将这些流扁平化为一个流。
• distinct(): 去除流中的重复元素。
• sorted(): 对流中的元素进行自然排序。
• sorted(Comparator<? super T> comparator): 按指定的比较器对流中的元素进行排序。
• peek(Consumer<? super T> action): 对流中的每个元素执行一个操作，并返回一个新的流。

例如：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
 
public class IntermediateOperationsExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");
 
        List<String> filteredNames = names.stream()
            .filter(name -> name.startsWith("A")) // 中间操作
            .map(String::toUpperCase)             // 中间操作
            .collect(Collectors.toList());        // 终端操作
 
        filteredNames.forEach(System.out::println);
    }
}

终端操作:

每个流只能进行一次终端操作，终端操作结束后流无法再次使用。终端操作会产生一个新的集合或值。

常见的终端操作有：

• collect(Collector<? super T, A, R> collector): 将流中的元素收集到一个集合、列表、映射等。
• forEach(Consumer<? super T> action): 对流中的每个元素执行一个操作。
• reduce(BinaryOperator<T> accumulator): 通过反复结合流中的元素来减少流中的元素。
• count(): 返回流中的元素个数。
• anyMatch(Predicate<? super T> predicate): 判断是否有任意一个元素匹配给定的谓词。
• allMatch(Predicate<? super T> predicate): 判断是否所有元素都匹配给定的谓词。
• noneMatch(Predicate<? super T> predicate): 判断是否没有元素匹配给定的谓词。
• findFirst(): 返回流中的第一个元素。
• findAny(): 返回流中的任意一个元素。

另外，Stream有几个特性：

• stream不存储数据，而是按照特定的规则对数据进行计算，一般会输出结果。

• stream不会改变数据源，通常情况下会产生一个新的集合或一个值。

• stream具有延迟执行特性，只有调用终端操作时，中间操作才会执行。

• Stream中的元素是以Optional类型存在的。

1.2 流式调用案例

1.2.1 流的创建

// 方式一：通过 java.util.Collection.stream() 方法用集合创建流
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
// 创建一个顺序流
Stream<String> stream = list.stream();
// 创建一个并行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();
 
 
 
// 方式二：使用java.util.Arrays.stream(T[] array)方法用数组创建流
nt[] array={1,3,5,6,8};
IntStream stream = Arrays.stream(array);
 
 
 
// 方式三：使用Stream的静态方法：of()、iterate()、generate()
Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
 
 
Stream<Integer> stream2 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 3).limit(4);
stream2.forEach(System.out::println);
 
 
Stream<Double> stream3 = Stream.generate(Math::random).limit(3);
stream3.forEach(System.out::println);

1.2.2 循环遍历

List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 3, 8, 2, 1);
 
 
// 遍历输出符合条件的元素
list.stream().filter(x -> x > 6).forEach(System.out::println);
// 匹配第一个
Optional<Integer> findFirst = list.stream().filter(x -> x > 6).findFirst();
// 匹配任意（适用于并行流）
Optional<Integer> findAny = list.parallelStream().filter(x -> x > 6).findAny();
// 是否包含符合特定条件的元素
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(x -> x < 6);
System.out.println("匹配第一个值：" + findFirst.get());
System.out.println("匹配任意一个值：" + findAny.get());
System.out.println("是否存在大于6的值：" + anyMatch);

1.2.3 筛选

List<String> fiterList = personList.stream().filter(x -> x.getSalary() > 8000).map(Person::getName)
        .collect(Collectors.toList());

1.2.4 聚合

// 获取String集合中最长的元素。
Optional<String> max = list.stream().max(Comparator.comparing(String::length));
System.out.println("最长的字符串：" + max.get());
 
 
// 获取Integer集合中的最大值。
 
// 自然排序
Optional<Integer> max = list.stream().max(Integer::compareTo);
// 自定义排序
Optional<Integer> max2 = list.stream().max(new Comparator<Integer>() {
      @Override
public int compare(Integer o1, Integer o2) {
    return o1.compareTo(o2);
      }
});
 
 
// 获取员工工资最高的人
 Optional<Person> max = personList.stream().max(Comparator.comparingInt(Person::getSalary));
    System.out.println("员工工资最大值：" + max.get().getSalary());
 
// 计算Integer集合中大于6的元素的个数。
long count = list.stream().filter(x -> x > 6).count();
System.out.println("list中大于6的元素个数：" + count);

1.2.5 映射

映射，可以将一个流的元素按照一定的映射规则映射到另一个流中。分为map和flatMap：

• 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。

• flatMap：接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流。

// 英文字符串数组的元素全部改为大写。
String[] strArr = { "abcd", "bcdd", "defde", "fTr" };
    List<String> strList = Arrays.stream(strArr).map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());
 
// 整数数组每个元素+3。
List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 3, 5, 7, 9, 11);
    List<Integer> intListNew = intList.stream().map(x -> x + 3).collect(Collectors.toList());
 
 
// 将两个字符数组合并成一个新的字符数组。
List<String> list = Arrays.asList("m,k,l,a", "1,3,5,7");
    List<String> listNew = list.stream().flatMap(s -> {
// 将每个元素转换成一个stream
      String[] split = s.split(",");
      Stream<String> s2 = Arrays.stream(split);
return s2;
    }).collect(Collectors.toList());

1.2.6 规约

      归约，也称缩减，顾名思义，是把一个流缩减成一个值，能实现对集合求和、求乘积和求最值操作。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 3, 2, 8, 11, 4);
// 求和方式1
Optional<Integer> sum = list.stream().reduce((x, y) -> x + y);
// 求和方式2
Optional<Integer> sum2 = list.stream().reduce(Integer::sum);
// 求和方式3
Integer sum3 = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
 
// 求乘积
Optional<Integer> product = list.stream().reduce((x, y) -> x * y);
 
 
// 求最大值方式1
Optional<Integer> max = list.stream().reduce((x, y) -> x > y ? x : y);
// 求最大值写法2
Integer max2 = list.stream().reduce(1, Integer::max);
 
 
System.out.println("list求和：" + sum.get() + "," + sum2.get() + "," + sum3);
System.out.println("list求积：" + product.get());
System.out.println("list求和：" + max.get() + "," + max2);

1.2.6 收集 

// List 转 Map
 Map<?, Person> map = personList.stream().filter(p -> p.getSalary() > 8000)
        .collect(Collectors.toMap(Person::getName, p -> p));
 
// Map 转 List
map.entrySet().stream().map(a->a.getKey()).collect(Collectors.toList());
 

1.2.7 接合

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
    String string = list.stream().collect(Collectors.joining("-"));
    System.out.println("拼接后的字符串：" + string);