Stream流

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一、什么是Stream流

Java 8 API 添加了一个新的抽象称为流Stream，可以让你以一种声明的方式处理数据。

Stream（流）是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作。

• 数据源 流的来源。 可以是集合，数组，I/O channel， 产生器generator 等。
• 元素队列 元素是特定类型的对象，形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素，而是按需计算。
• 聚合操作 类似SQL语句一样的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。

和以前的Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

• Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道， 如同流式风格（fluent style）。 这样做可以对操作进行优化， 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
• 内部迭代： 以前对集合遍历都是通过Iterator或者For-Each的方式, 显式的在集合外部进行迭代， 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式， 通过访问者模式(Visitor)实现。

注意

• 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；
• 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。
• 对stream操作分为终端操作和中间操作，那么这两者分别代表什么呢？
  终端操作：会消费流，这种操作会产生一个结果的，如果一个流被消费过了，那它就不能被重用的。
  中间操作：中间操作会产生另一个流。因此中间操作可以用来创建执行一系列动作的管道。一个特别需要注意的点是:中间操作不是立即发生的。相反，当在中间操作创建的新流上执行完终端操作后，中间操作指定的操作才会发生。所以中间操作是延迟发生的，中间操作的延迟行为主要是让流API能够更加高效地执行。
• stream不可复用，对一个已经进行过终端操作的流再次调用，会抛出异常。

二、生成流

	/**
	 * 1.通过集合创建流
	 */
	List<String> list = new ArrayList<>();
	/**
	 * 1.1 为集合创建串行流
	 */
	Stream<String> stream = list.stream();
	/**
	 * 1.2 为集合创建并行流
	 */
	Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();
	
	/**
	 * 2.通过Arrays.stream创建流
	 */
	String[] array = {};
	Stream<String> arraysStream = Arrays.stream(array);
	
	/**
	 * 3.通过Stream.of()创建流
	 */
	Stream<Integer> streamOf = Stream.of(1, 2, 3);

三、用法

forEach

Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用 forEach 输出了10个随机数：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map

map 方法用于映射每个元素到对应的结果，以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

filter

filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤出空字符串：

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

limit

limit 方法用于获取指定数量的流。 以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

sorted

sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序：

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

并行（parallel）程序

parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用 parallelStream 来输出空字符串的数量：

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

我们可以很容易的在顺序运行和并行直接切换。

collect

当我们对 Stream 流中的数据操作完成之后，如果需要将流的结果进行保存，方便我们接下来对结果的继续操作，该怎么办呢？Stream 流提供了一个 collect() 方法，可以收集流中的数据到集合或者数组等中去。

Collectors

Collectors 类实现了很多归约操作，例如将流转换成集合和聚合元素。

// 将stream转换为list,这里转换的list是ArrayList
stream.collect(Collectors.toList());

// 将stream转换为set,这里转换的是HashSet
stream.collect(Collectors.toSet());

// 将stream转换为自定义
stream.collect(Collectors.toCollection(LinkedList::new));

// 将stream转换为map
stream.collect(Collectors.toMap(Function.identity(), String::length));
// 如果stream中有重复的值，则转换会报IllegalStateException异常
stream.collect(Collectors.toMap(Function.identity(), String::length, (item, identicalItem) -> item));

// joining用来连接stream中的元素
stream.collect(Collectors.joining(","));

// counting用来统计stream中元素的个数
stream.collect(Collectors.counting());

统计

另外，一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上，它们可以用来产生类似如下的统计结果。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
 
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
 
System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax());
System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin());
System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum());
System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());

java.util.stream
Interface Stream

java.util.stream
Class Collectors

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