Stream流

一、概述

Java8的Stream使用的是函数式编程模式，如同它的名字一样，它可以被用来对集合或数组进行链状流式的操作。可以更方便的让我们对集合或数组操作。

二、数据准备

2.1 导入lombok依赖

<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <version>1.18.34</version>
</dependency>

2.2 准备实体类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@EqualsAndHashCode//用于后期的去重使用
public class Book {
    //id
    private Long id;
    //书名
    private String name;
    //分类
    private String category;
    //评分
    private Integer score;
    //简介
    private String intro;
}

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@EqualsAndHashCode //用于后期的去重使用
public class Author {
    //id
    private Long id;
    //姓名
    private String name;
    //年龄
    private Integer age;
    //简介
    private String intro;
    //作品
    private List<Book> books;
}

2.3 初始化数据

private static List<Author> getAuthors() {
    //数据初始化
    Author author = new Author(1L, "蒙多", 33, "一个从菜刀中明悟哲理的祖安人", null);
    Author author2 = new Author(2L, "亚拉索", 15, "狂风也追逐不上他的思考速度", null);
    Author author3 = new Author(3L, "易", 14, "是这个世界在限制他的思维", null);
    Author author4 = new Author(3L, "易", 14, "是这个世界在限制他的思维", null);

    //书籍列表
    List<Book> books1 = new ArrayList<>();
    List<Book> books2 = new ArrayList<>();
    List<Book> books3 = new ArrayList<>();

    books1.add(new Book(1L, "刀的两侧是光明与黑暗", "哲学,爱情", 88, "用一把刀划分了爱 恨"));
    books1.add(new Book(2L, "一个人不能死在同一把刀下", "个人成长,爱情", 99, "讲述如何从 失败中明悟真理"));
    books2.add(new Book(3L,"那风吹不到的地方","哲学",85,"带你用思维去领略世界的尽 头"));
    books2.add(new Book(3L,"那风吹不到的地方","哲学",85,"带你用思维去领略世界的尽 头"));
    books2.add(new Book(4L,"吹或不吹","爱情,个人传记",56,"一个哲学家的恋爱观注定很难把他所在的时代理解"));
    books3.add(new Book(5L,"你的剑就是我的剑","爱情",56,"无法想象一个武者能对他的伴侣 这么的宽容"));
    books3.add(new Book(6L,"风与剑","个人传记",100,"两个哲学家灵魂和肉体的碰撞会激起 怎么样的火花呢？"));
    books3.add(new Book(6L,"风与剑","个人传记",100,"两个哲学家灵魂和肉体的碰撞会激起 怎么样的火花呢？"));

    author.setBooks(books1);
    author2.setBooks(books2);
    author3.setBooks(books3);
    author4.setBooks(books3);

    List<Author> authorList = new ArrayList<>(Arrays.asList(author,author2,author3,author4));
    return authorList;
}

三、常用操作

3.1 创建流

单列集合：集合对象.stream()

List<Author> authors = getAuthors();
Stream<Author> stream = authors.stream();

数组： Arrays.stream(数组) 或者使用 Stream.of 来创建

Integer[] arr = {1,2,3,4,5};
Stream<Integer> stream1 = Arrays.stream(arr);
Stream<Integer> stream2 = Stream.of(arr);

双列集合：转换成单列集合后再创建

Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
map.put("蜡笔小新",19);
map.put("黑子",17);
map.put("日向翔阳",16);
Stream<Map.Entry<String, Integer>> stream = map.entrySet().stream();

3.2 中间操作

使用stream流时，要有终结操作，eg：foreach，因为中间操作返回值都为Stream，所以可以链式编程，而终结操作返回值不为Stream

3.2.1 filter

可以对流中的元素进行条件过滤，符合过滤条件的才能继续留在流中。（filter返回值类型为boolean，为true的留在流里面）

例如：

打印所有姓名长度大于1的作家的姓名

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .filter(author -> author.getName().length() > 1)
        .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

filter非lambda写法：

.filter(new Predicate<Author>() {
    @Override
    public boolean test(Author author) {
        return author.getName().length() > 1;
    }
})

3.2.2 map

可以把对流中的元素进行计算或转换。

例如：

打印所有作家的姓名

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .map(author -> author.getName()) //把流内Author元素转为作家姓名String元素
        .forEach(s -> System.out.println(s)); //后面遍历时，流内元素为string姓名，可直接打印

例如：

将每个作家的年龄+10

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .map(author -> author.getAge()) //先将流内元素转为age int类型
        .map(age -> age + 10)  //map可用于元素计算，返回值还是int
        .forEach(age -> System.out.println(age));

或者

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .map(author -> author.getAge() + 10) //把Author类型转为age int类型并+10
        .forEach(age -> System.out.println(age));

3.2.3 distinct

可以去除流中的重复元素。

注意：distinct方法是依赖Object的equals方法来判断是否是相同对象的。所以需要注意重写equals 方法。(在实体类中加入@EqualsAndHashCode注解)

例如：

打印所有作家的姓名，并且要求其中不能有重复元素。

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .distinct()
        .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

3.2.4 sorted

可以对流中的元素进行排序。

注意：如果调用空参的sorted()方法，需要流中的元素是实现了Comparable。

例如：

对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素。

空参sorted()

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .distinct()
        .sorted()
        .forEach(author -> System.out.println(author.getAge()));

流内元素Author实现了Comparable接口

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@EqualsAndHashCode //用于后期的去重使用
public class Author implements Comparable<Author> {
    //id
    private Long id;
    //姓名
    private String name;
    //年龄
    private Integer age;
    //简介
    private String intro;
    //作品
    private List<Book> books;

    @Override
    public int compareTo(Author o) {
        return o.age - this.age;
    }
}

有参sorted(),直接重写Comparator接口中的方法

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .distinct()
        .sorted((o1, o2) -> o2.getAge() - o1.getAge())
        .forEach(author -> System.out.println(author.getAge()));

3.2.5 limit

可以设置流的最大长度，超出的部分将被抛弃。

例如：

对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素,然后打印其中年龄最大的两个作家的姓名。

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .distinct()
        .sorted((o1, o2) -> o2.getAge() - o1.getAge())
        .limit(2)
        .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

3.2.6 skip

跳过流中的前n个元素，返回剩下的元素

例如：

打印除了年龄最大的作家外的其他作家，要求不能有重复元素，并且按照年龄降序排序。

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .distinct()
        .sorted((o1, o2) -> o2.getAge() - o1.getAge())
        .skip(1)
        .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

3.2.7 flatMap

map只能把一个对象转换成另一个对象来作为流中的元素。而flatMap可以把对象转换成一个流。

例一：

打印所有书籍的名字。要求对重复的元素进行去重。

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
        .distinct()
        .forEach(book -> System.out.println(book.getName()));

例二：

打印现有数据的所有分类。要求对分类进行去重。不能出现这种格式：哲学,爱情

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .flatMap(author -> author.getBooks().stream()) //获取List<Book>流
        .distinct()
        //转为字符串数组流，使用Arrays.stream()格式转换，此时流内元素为string类型的单个分类
        .flatMap(book -> Arrays.stream(book.getCategory().split(","))) 
        .distinct()
        .forEach(categoryName -> System.out.println(categoryName));

3.3 终结操作

3.3.1 forEach

对流中的元素进行遍历操作，我们通过传入的参数去指定对遍历到的元素进行什么具体操作。

例子：

输出所有作家的名字

List<Author> authors = getAuthors();
authors.stream()
        .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

3.3.2 count

可以用来获取当前流中元素的个数。

例子：

打印这些作家的所出书籍的数目，注意删除重复元素。

List<Author> authors = getAuthors();
long count = authors.stream()
        .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
        .distinct()
        .count();

System.out.println(count);

3.3.3 max&min

max非获取最大值，而是获取第一个元素，min同理

可以用来或者流中的最值。

例子：

分别获取这些作家的所出书籍的最高分和最低分并打印。

List<Author> authors = getAuthors();
Optional<Integer> max = authors.stream()
        .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
        .map(book -> book.getScore())
        .max((o1, o2) -> o1 - o2); //重写comparator接口的排序方法，指定排序规则

System.out.println(max);

List<Author> authors = getAuthors();
Optional<Integer> max = authors.stream()
        .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
        .map(book -> book.getScore())
        .min((o1, o2) -> o1 - o2);

System.out.println(max);

3.3.4 collect

把当前流转换成一个集合。

例子：

获取一个存放所有作者名字的List集合

List<Author> authors = getAuthors();
List<String> collect = authors.stream()
        .map(author -> author.getName())
        .collect(Collectors.toList());

System.out.println(collect);

获取一个所有书名的Set集合：

List<Author> authors = getAuthors();
List<String> collect = authors.stream()
        .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
        .map(book -> book.getName())
        .collect(Collectors.toList());

System.out.println(collect);

获取一个Map集合，map的key为作者名，value为List

List<Author> authors = getAuthors();
Map<String, List<Book>> collect = authors.stream()
        .distinct()
        .collect(Collectors.toMap(author -> author.getName(), author -> author.getBooks()));

System.out.println(collect);

Collectors.toMap()底层，参数列表有两个Function接口，一个key，一个value，所以stream转换时，要使用两个lambda表达式去赋值。

3.4.5 查找与匹配

3.4.5.1 anyMatch

可以用来判断是否有任意符合匹配条件的元素，结果为boolean类型。

例子：

判断是否有年龄在29以上的作家

List<Author> authors = getAuthors();
boolean match = authors.stream()
        .anyMatch(author -> author.getAge() > 29);

System.out.println(match);

3.4.5.2 allMatch

可以用来判断是否都符合匹配条件，结果为boolean类型。如果都符合结果为true，否则结果为false。

例子：

判断是否所有的作家都是成年人

List<Author> authors = getAuthors();
boolean match = authors.stream()
        .allMatch(author -> author.getAge() >= 18);

System.out.println(match);

3.4.5.3 nonMatch

可以判断流中的元素是否都不符合匹配条件。如果都不符合结果为true，否则结果为false

例子：

判断作家是否都没有超过100岁的

List<Author> authors = getAuthors();
boolean match = authors.stream()
                .noneMatch(author -> author.getAge() > 100);

System.out.println(match);

3.4.5.4 findAny

获取流中的任意一个元素。该方法没有办法保证获取的一定是流中的第一个元素。

例子：

获取任意一个年龄大于18的作家，如果存在就输出他的名字

List<Author> authors = getAuthors();
Optional<String> any = authors.stream()
        .filter(author -> author.getAge() > 18)
        .map(author -> author.getName())
        .findAny();

System.out.println(any);

3.4.5.5 findFirst

获取流中的第一个元素。

例子：

获取一个年龄最小的作家，并输出他的姓名。

List<Author> authors = getAuthors();
Optional<String> first = authors.stream()
        .sorted((o1, o2) -> o1.getAge() - o2.getAge())
        .map(author -> author.getName())
        .findFirst();

System.out.println(first);

3.4.6 reduce归并

对流中的数据按照你指定的计算方式计算出一个结果。（缩减操作）

reduce的作用是把stream中的元素给组合起来，我们可以传入一个初始值，它会按照我们的计算方式依

次拿流中的元素和初始化值进行计算，计算结果再和后面的元素计算。

reduce两个参数的重载形式内部的计算方式如下

T result = identity;
for (T element : this stream)
  result = accumulator.apply(result, element)
return result;

其中identity就是我们可以通过方法参数传入的初始值，accumulator的apply具体进行什么计算也是我们通过方法参数来确定的。

例子：

使用reduce求所有作者年龄的和

List<Author> authors = getAuthors();
Integer reduce = authors.stream()
        .map(author -> author.getAge())
        .reduce(0, (result, element) -> result + element);

System.out.println(reduce);

result=result+element

两个参数result和element，element代表当前流内元素，result代表当前element与当前result运算的结果，result会随着流内元素不断迭代计算，初始值为identity，即参数第一个自定义的值，并且最终的result值就是返回值

例子：

使用reduce求所有作者中年龄的最大值：

List<Author> authors = getAuthors();
Integer reduce = authors.stream()
        .map(author -> author.getAge())
        .reduce(Integer.MIN_VALUE, (result, element) -> result < element ? element : result);

System.out.println(reduce);

result=result<element?element

reduce一个参数的重载形式内部的计算

boolean foundAny = false;
T result = null;

for (T element : this stream) {
  if (!foundAny) {
    foundAny = true;
    result = element;
  } else
    result = accumulator.apply(result, element);
}
    
return foundAny ? Optional.of(result) : Optional.empty();

把流内第一个元素为result初始值，后续操作和两个参数一样

例子：

使用reduce求所有作者中年龄的最小值：

List<Author> authors = getAuthors();
Optional<Integer> reduce = authors.stream()
        .map(author -> author.getAge())
        .reduce((result, element) -> result > element ? element : result);

System.out.println(reduce);

result=result>element?element:result)

3.4 注意事项

• 惰性求值（如果没有终结操作，没有中间操作是不会得到执行的）

• 流是一次性的（一旦一个流对象经过一个终结操作后。这个流就不能再被使用）

• 不会影响原数据（我们在流中可以多数据做很多处理。但是正常情况下是不会影响原来集合中的元 素的。这往往也是我们期望的）