java 8 Stream语法

1.Stream初体验

 Java中是这样定义Stream的：

1. Stream是元素的集合，这点让Stream看起来用些类似Iterator；
2. 可以支持顺序和并行的对原Stream进行汇聚的操作；

可以把Stream当成一个高级版本的Iterator。原始版本的Iterator，用户只能一个一个的遍历元素并对其执行某些操作； 高级版本的Stream，用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作，比如“过滤掉长度大于10的字符串”、“获取每个字符串的首字母”等，具体这些操作如何应用到每个元素上，就给Stream就好了！

List<Integer> nums = Lists.newArrayList(1,null,3,4,null,6);

nums.stream().filter(num -> num != null).count();

上面这段代码是获取一个List中，元素不为null的个数。

 

1.1剖析Stream通用语法

图片就是对于Stream例子的一个解析，可以很清楚的看见：原本一条语句被三种颜色的框分割成了三个部分。红色框中的语句是一个Stream的生命开始 的地方，负责创建一个Stream实例；绿色框中的语句是赋予Stream灵魂的地方，把一个Stream转换成另外一个Stream，红框的语句生成的 是一个包含所有nums变量的Stream，进过绿框的filter方法以后，重新生成了一个过滤掉原nums列表所有null以后的Stream；蓝色 框中的语句是丰收的地方，把Stream的里面包含的内容按照某种算法来汇聚成一个值，例子中是获取Stream中包含的元素个数。

 

总结一下使用Stream的基本步骤：

  1. 创建Stream；

  2. 转换Stream，每次转换原有Stream对象不改变，返回一个新的Stream对象（**可以有多次转换**）；

  3. 对Stream进行聚合（Reduce）操作，获取想要的结果；

 

2. 创建Stream

最常用的创建Stream有两种途径：

  1. 通过Stream接口的静态工厂方法（注意：Java8里接口可以带静态方法）；

  2. 通过Collection接口的默认方法–stream()，把一个Collection对象转换成Stream

 

2.1 使用Stream静态方法来创建Stream

1.of方法：有两个overload方法，一个接受变长参数，一个接口单一值

Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 5);

Stream<String> stringStream = Stream.of("taobao");

 

2.generator方法：生成一个无限长度的Stream，其元素的生成是通过给定的Supplier（这个接口可以看成一个对象的工厂，每次调用返回一个给定类型的对象）

Stream.generate(new Supplier<Double>() {
       @Override
       public Double get() {
              return Math.random();
       }
});

Stream.generate(() -> Math.random());

Stream.generate(Math::random);

三条语句的作用都是一样的，只是使用了lambda表达式和方法引用的语法来简化代码。每条语句其实都是生成一个无限长度的Stream，其中值是随机的。这个无限长度Stream是懒加载，一般这种无限长度的Stream都会配合Stream的limit()方法来用。

 

3.iterate方法：也是生成无限长度的Stream，和generator不同的是，其元素的生成是重复对给定的种子值(seed)调用用户指定函数来生成的。其中包含的元素可以认为是：seed，f(seed),f(f(seed))无限循环

Stream.iterate(1, item -> item + 1).limit(10).forEach(System.out::println);

 

这段代码就是先获取一个无限长度的正整数集合的Stream，然后取出前10个打印。千万记住使用limit方法，不然会无限打印下去。

 

2.2 通过Collection子类获取Stream

Java doc可以发现Collection接口有一个stream方法，所以其所有子类都都可以获取对应的Stream对象。

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
    //其他方法省略
	default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }
}

 

3.转换Stream

转换Stream其实就是把一个Stream通过某些行为转换成一个新的Stream。Stream接口中定义了几个常用的转换方法，下面我们挑选几个常用的转换方法来解释。

1. distinct: 对于Stream中包含的元素进行去重操作（去重逻辑依赖元素的equals方法），新生成的Stream中没有重复的元素；

2. filter: 对于Stream中包含的元素使用给定的过滤函数进行过滤操作，新生成的Stream只包含符合条件的元素；

3. map: 对于Stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作，新生成的Stream只包含转换生成的元素。这个方法有三个对于原始类型的变种方法，分别 是：mapToInt，mapToLong和mapToDouble。这三个方法也比较好理解，比如mapToInt就是把原始Stream转换成一个新的Stream，这个新生成的Stream中的元素都是int类型。之所以会有这样三个变种方法，可以免除自动装箱/拆箱的额外消耗；

4. flatMap：和map类似，不同的是其每个元素转换得到的是Stream对象，会把子Stream中的元素压缩到父集合中；

5. peek: 生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream，同时会提供一个消费函数（Consumer实例），新Stream每个元素被消费的时候都会执行给定的消费函数；

6. limit: 对一个Stream进行截断操作，获取其前N个元素，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那就获取其所有的元素；

7. skip: 返回一个丢弃原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那么返回空Stream；

 

List<Integer> nums = Lists.newArrayList(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10);

System.out.println(“sum is:”+nums.stream().filter(num -> num != null).
	     distinct().mapToInt(num -> num * 2).
	     peek(System.out::println).skip(2).limit(4).sum());

这段代码的含义：给定一个Integer类型的List，获取其对应的Stream对象，然后进行过滤掉null，再去重，再每个元素乘以2，再每个元素被消费的时候打印自身，在跳过前两个元素，最后去前四个元素进行加和运算。

 

 

Stream的转换操作都是lazy的，多个转换操作只会在汇聚操作的时候融合起来，一次循环完成。我们可以这样简单的理解，Stream里 有个操作函数的集合，每次转换操作就是把转换函数放入这个集合中，在汇聚操作的时候循环Stream对应的集合，然后对每个元素执行所有的函数。

 

4.汇聚（Reduce）Stream

Stream接口有一些通用的汇聚操作，比如reduce()和collect()；也有一些特定用途的汇聚操作，比如sum(),max()和count()。注意：sum方法不是所有的Stream对象都有的，只有IntStream、LongStream和DoubleStream是实例才有。

 

可变汇聚：把输入的元素们累积到一个可变的容器中，比如Collection或者StringBuilder；

可变汇聚对应的只有一个方法：collect，正如其名字显示的，它可以把Stream中的要有元素收集到一个结果容器中（比如Collection）。

 

<R> R collect(Supplier<R> supplier,
	         BiConsumer<R, ? super T> accumulator,
	         BiConsumer<R, R> combiner);

先来看看这三个参数的含义：

Supplier supplier是一个工厂函数，用来生成一个新的容器；

BiConsumer accumulator也是一个函数，用来把Stream中的元素添加到结果容器中；中BiConsumer combiner还是一个函数，用来把中间状态的多个结果容器合并成为一个（并发的时候会用到）。

 

示例：

 

	List<Integer> nums = Lists.newArrayList(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10);
	List<Integer> numsWithoutNull = nums.stream().filter(num -> num != null).
	        collect(() -> new ArrayList<Integer>(),
	                (list, item) -> list.add(item),
	                (list1, list2) -> list1.addAll(list2));

上面这段代码就是对一个元素是Integer类型的List，先过滤掉全部的null，然后把剩下的元素收集到一个新的List中。

 

• 第一个函数生成一个新的ArrayList实例；
• 第二个函数接受两个参数，第一个是前面生成的ArrayList对象，二个是stream中包含的元素，函数体就是把stream中的元素加入ArrayList对象中。第二个函数被反复调用直到原stream的元素被消费完毕；
• 第三个函数也是接受两个参数，这两个都是ArrayList类型的，函数体就是把第二个ArrayList全部加入到第一个中；

collect方法另外一个override的版本：

 

<R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);

 

 

Java8还给我们提供了Collector的工具类–[Collectors]。比如：Collectors.toCollection()收集到Collection中, Collectors.toList()收集到List中和Collectors.toSet()收集到Set中。

 

Collectors对于代码的简化：

 

List<Integer> numsWithoutNull = nums.stream().filter(num -> num != null).
	                collect(Collectors.toList());

 

 

其他汇聚：除去可变汇聚剩下的，一般都不是通过反复修改某个可变对象，而是通过把前一次的汇聚结果当成下一次的入参，反复如此。比如reduce，count，allMatch；

 

reduce方法：reduce方法非常的通用，后面介绍的count，sum等都可以使用其实现。

reduce方法有三个override的方法，本文介绍两个最常用的。

reduce方法的第一种形式，其方法定义如下：

 

Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);

接受一个BinaryOperator类型的参数，在使用的时候我们可以用lambda表达式来。

 

 

List<Integer> ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println("ints sum is:" + ints.stream().reduce((sum, item) -&gt; sum + item).get());

可以看到reduce方法接受一个函数，这个函数有两个参数，第一个参数是上次函数执行的返回值（也称为中间结果），第二个参数是stream中的元素， 这个函数把这两个值相加，得到的和会被赋值给下次执行这个函数的第一个参数。要注意的是：**第一次执行的时候第一个参数的值是Stream的第一个元 素，第二个参数是Stream的第二个元素**。这个方法返回值类型是Optional，这是Java8防止出现NPE的一种可行方法。

 

 

reduce方法还有一个很常用的变种：

T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);

这个定义上上面已经介绍过的基本一致，不同的是：它允许用户提供一个循环计算的初始值，如果Stream为空，就直接返回该值。而且这个方法不会返回Optional，因为其不会出现null值。

List<Integer> ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println("ints sum is:" + ints.stream().reduce(0, (sum, item) -> sum + item));

 

– count方法：获取Stream中元素的个数。

– allMatch：是不是Stream中的所有元素都满足给定的匹配条件
– anyMatch：Stream中是否存在任何一个元素满足匹配条件
– findFirst: 返回Stream中的第一个元素，如果Stream为空，返回空Optional
– noneMatch：是不是Stream中的所有元素都不满足给定的匹配条件
– max和min：使用给定的比较器（Operator），返回Stream中的最大|最小值

List<Integer&gt; ints = Lists.newArrayList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
System.out.println(ints.stream().allMatch(item -> item < 100));
ints.stream().max((o1, o2) -&gt; o1.compareTo(o2)).ifPresent(System.out::println);

 http://ifeve.com/stream/