Java8新特性：stream流应用，丢掉for循环实现复杂遍历功能

2024-05-21 15:57:50 浏览数 (2)

stream流

stream流是支持数据处理操作的数据源生成的元素序列，这些数据源可以是集合、数组、文件I/O channel等。stream不是一种数据结构，也不会存储数据，并且它支持数据聚合操作，如过滤filter、映射map、去重distinct、匹配match等等。

stream流操作可以分为，生成stream流、操作stream流（中间操作和终端操作）。

生成stream

有两种方式创建stream

  1. stream() − 为集合创建串行流。
  2. parallelStream() − 为集合创建并行流。

通过集合生成

集合实例后面直接.stream()就可以非常方便的创建一个stream。比如List、Set、Map集合都可以通过这种方式创建stream。

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List<String> list = Arrays.asList("欢迎阅读", "鳄鱼儿"); 
list.stream();
list.parallelStream()

通过数组生成

使用Arrays.stream()方法生成流，生成流的类型是数值流IntStream。除了IntStream、LongStream、 DoubleStream

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

通过文件生成

通过Files.lines(path, Charset)生成stream。

注意：此时生成的流需要需要手动关闭，通过一个BaseStream.close()方法和实现AutoCloseable。一般来说几乎所有的流实例实际上不需要在使用后关闭，只有来源为I/O channel的流才需要如此。

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Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("./test.txt"), Charset.defaultCharset());

流的操作

stream操作类型分为两种，中间操作和终端操作。

中间操作

中间操作即代表一个stream后返回的还是stream，其后面仍可以跟随中间操作，比如过滤filter后仍可以接distinct去重。

filter、distinct、sorted、limit、skip

通过以下代码展示filter、distinct、sorted、limit、skip的用法。

  1. 通过filter过滤掉小于2的元素
  2. 通过distinct去掉重复的元素
  3. 通过sorted对元素从小到大排序
  4. 通过skip忽略掉前2个元素
  5. 再通过limit截取前5个元素
  6. 最后通过forEach进行遍历输出。
  7. 输出结果为：4 6 8 12 55
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public static void main(String[] args) {
    List<Integer> list = Arrays.asList(1, 12, 6, 8, 4, 55, 6, 77, 66, 12);
    list.stream()
            .filter(item -> item > 2)   // 过滤元素 1
            .distinct()                 // 去重 12
            .sorted()                   // 排序
            .skip(2)                    // 跳过流中元素 4 6
            .limit(5)                   // 保留前5个元素
            .forEach(System.out::println);  // 输出
}

map、mapToInt、mapToLong、mapToDouble、flatMap

map流映射,即将元素映射成另外一个新的元素，这是一种一对一关系。 flatMap流转换，即将一个流中的每个值都转换为另一个流，是一种一对多的关系.

比如参考以下代码

代码语言：javascript复制
List<String> stringList = Arrays.asList("欢迎 阅读", "鳄鱼儿 文章");
List<Integer> strLen = stringList.stream()
        .map(item -> item.length())
        .collect(Collectors.toList());
System.out.println(strLen);

List<String> newStrList = stringList.stream()
        .flatMap(item -> Arrays.stream(item.split(" ")))
        .collect(Collectors.toList());
System.out.println(newStrList);;

输出结果分别是

  1. [5, 6]，String 转变成了 Integer
  2. [欢迎, 阅读, 鳄鱼儿, 文章]，一个流中的每个值都转换为另一个流，最好组合成一个新的stream。

mapToInt、mapToLong、mapToDouble分别是返回一个IntStream、LongStream、DoubleStream。 这些类型的stream包括一些sum()、max() min()方法等，可以用于计算，如下面代码求和示例：

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List<Integer> list = Arrays.asList(1, 12, 6, 8, 4, 55, 6, 77, 66, 12);
// 转换IntStream
list.stream().mapToInt(item -> item * 2).forEach(System.out::println); 
// 对IntStream内元素进行计算，并求和 
System.out.println(list.stream().mapToInt(item -> item * 2).sum());

peek、foreach

peek和foreach是对元素进行遍历处理的方法。

区别在于peek是中间操作，foreach是终端操作，

代码语言：javascript复制
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 12, 6, 8, 4, 55, 6, 77, 66, 12);
// 如果没有终端操作，则peek不会执行
list.stream()
        .peek(System.out::println);

// 有终端操作，先执行peek，再返回count，最后通过println输出
System.out.println(
        list.stream()
                .peek(System.out::println)
                .count()
);
// foreach是终端操作
list.stream()
        .forEach(System.out::println);

输出结果：

  1. 1 12 66 12
  2. 4
  3. 1 12 66 12

终端操作

终端操作即一个stream的终止（关闭），一个stream中只能有一个终端操作。

allMatch、anyMatch、noneMatch

  1. allMatch：匹配所有元素
  2. anyMatch：匹配其中一个元素
  3. noneMatch：全部元素都不匹配，跟allMatch相反
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List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 3);

if (integerList.stream().allMatch(i -> i > 5)) {
    System.out.println("所有元素值都大于5");
} else {
    System.out.println("并非所有元素值都大于5");
}

if (integerList.stream().anyMatch(i -> i > 5)) {
    System.out.println("存在值大于5的元素");
} else {
    System.out.println("不存在值大于5的元素");
}

if (integerList.stream().noneMatch(i -> i > 5)) {
    System.out.println("元素值都小于5");
} else {
    System.out.println("元素值不都小于5");
}

输出结果：

  1. 并非所有元素值都大于5
  2. 不存在值大于5的元素
  3. 元素值都小于5

count、max、min

  1. count: 统计流中元素个数
  2. max: 获取流中最大值
  3. min: 获取流中最小值
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List<String> stringList = Arrays.asList("欢迎 阅读", "鳄鱼儿 文章");

Optional<Integer> min = stringList.stream()
        .map(String::length)
        .min(Integer::compareTo);

stringList.stream()
        .mapToInt(String::length)
        .min();

有两种写法，通过传参min(Comparator<?superT>comparator)。或者转换成为IntStream再进行min操作。

findAny、findFirst

  1. findAny：从符合条件的元素中，随机查找到一个元素
  2. findFirst：根据条件查找到符合条件的第一个元素
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List<Integer> list = Arrays.asList(1, 12, 66, 12);

System.out.println(list.stream().filter(i -> i > 3).findFirst().orElse(-1));
System.out.println(list.stream().filter(i -> i > 3).findAny().orElse(-1));

结果输出：

  1. 12
  2. 12

总结

到此，基础Stream用户就已经说完了，看到这里我们会发现，所以的stream其实都可以用for循环来实现，而我们全篇都没有使用for循环来实现，这些如果用for循环实现，你会发现实现的语句变得复杂了很多，不信的话，你可以试试。

我们也可以看到stream带来的好处，包括代码更简洁、解耦等。

for循环 java8 stream 遍历 终端

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