Java 8 Stream API 详解

目次
引言
一、Stream 简介
1.1 什么是 Stream？
1.2 Stream 与聚集的区别
1.3 Stream 的操纵分类
二、Stream 的创建
2.1 从聚集创建
2.2 从数组创建
2.3 使用 Stream.of 创建         
2.4 使用 Stream.generate 或 Stream.iterate 创建
三、Stream 的常用操纵
3.1 中间操纵
3.1.1 filter：过滤
3.1.2 map：映射
3.1.3 sorted：排序
3.1.4 distinct：去重
3.1.5 limit 和 skip：限制和跳过
3.2 终端操纵
3.2.1 forEach：遍历
3.2.2 collect：收集
3.2.3 reduce：归约
3.2.4 count：计数
3.2.5 anyMatch、allMatch、noneMatch：匹配
四、并行流
五、总结

---

引言

Java 8 引入了 Stream API，它提供了一种高效且声明式的方式来处理聚集数据。Stream API 的核心思想是将数据的操纵分为中间操纵和终端操纵，并通过流水线（Pipeline）的方式进行处理。Stream API 不仅使代码更加简洁易读，还能充分利用多核处理器的优势，提拔数据处理性能。

---

一、Stream 简介

1.1 什么是 Stream？

Stream 是 Java 8 中处理聚集数据的抽象工具。它并不是数据结构，而是一种对数据源（如聚集、数组等）进行高效聚合操纵的工具。Stream 的特点包罗：

• 声明式编程：通过链式调用方法描述数据处理逻辑。
  
• 惰性求值：中间操纵不会立刻实行，只有在终端操纵触发时才会实行。
  
• 并行处理：可以轻松实现并行操纵，充分利用多核 CPU。
  

1.2 Stream 与聚集的区别

• 聚集：存储和操纵数据的容器，关注数据的存储和访问。
  
• Stream：对数据进行计算和处理的工具，关注数据的计算和转换。
  

1.3 Stream 的操纵分类

Stream 的操纵分为两类：

• 中间操纵（Intermediate Operations）：返回一个新的 Stream，可以链式调用。例如 filter、map、sorted 等。
  
• 终端操纵（Terminal Operations）：触发 Stream 的实行并返回效果。例如 forEach、collect、reduce 等。
  

---

二、Stream 的创建

Stream 可以从多种数据源创建，例如聚集、数组、I/O 资源等。
2.1 从聚集创建

1. List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. Stream<String> stream = list.stream(); // 创建顺序流
3. Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); // 创建并行流

复制代码

2.2 从数组创建

1. String[] array = {"Java", "Python", "C++"};
2. Stream<String> stream = Arrays.stream(array);

复制代码

2.3 使用 Stream.of 创建         

1. Stream<String> stream = Stream.of("Java", "Python", "C++");

复制代码

2.4 使用 Stream.generate 或 Stream.iterate 创建

1. // 生成无限流
2. Stream<String> infiniteStream = Stream.generate(() -> "Hello");
4. // 生成有限流
5. Stream<Integer> finiteStream = Stream.iterate(0, n -> n + 1).limit(10);

复制代码

---

三、Stream 的常用操纵

3.1 中间操纵

3.1.1 filter：过滤

根据条件过滤元素。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++", "JavaScript");
2. List<String> result = languages.stream()
3.                                .filter(s -> s.startsWith("J"))
4.                                .collect(Collectors.toList());
5. System.out.println(result); // 输出 [Java, JavaScript]

复制代码

3.1.2 map：映射

将元素转换为另一种形式。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. List<Integer> lengths = languages.stream()
3.                                  .map(String::length)
4.                                  .collect(Collectors.toList());
5. System.out.println(lengths); // 输出 [4, 6, 3]

复制代码

3.1.3 sorted：排序

对元素进行排序。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. List<String> sortedLanguages = languages.stream()
3.                                        .sorted()
4.                                        .collect(Collectors.toList());
5. System.out.println(sortedLanguages); // 输出 [C++, Java, Python]

复制代码

3.1.4 distinct：去重

去除重复元素。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "Java", "C++");
2. List<String> uniqueLanguages = languages.stream()
3.                                        .distinct()
4.                                        .collect(Collectors.toList());
5. System.out.println(uniqueLanguages); // 输出 [Java, Python, C++]

复制代码

3.1.5 limit 和 skip：限制和跳过

• limit(n)：保存前 n 个元素。
  
• skip(n)：跳过前 n 个元素。
  

1. List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
2. List<Integer> result = numbers.stream()
3.                               .limit(3)
4.                               .skip(1)
5.                               .collect(Collectors.toList());
6. System.out.println(result); // 输出 [2, 3]

复制代码

---

3.2 终端操纵

3.2.1 forEach：遍历

对每个元素实行操纵。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. languages.stream().forEach(System.out::println);

复制代码

3.2.2 collect：收集

将 Stream 转换为聚集或其他数据结构。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. Set<String> languageSet = languages.stream()
3.                                    .collect(Collectors.toSet());
4. System.out.println(languageSet); // 输出 [Java, Python, C++]

复制代码

3.2.3 reduce：归约

将 Stream 中的元素组合起来，得到一个值。

1. List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
2. int sum = numbers.stream()
3.                  .reduce(0, Integer::sum);
4. System.out.println(sum); // 输出 15

复制代码

3.2.4 count：计数

返回 Stream 中元素的个数。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. long count = languages.stream().count();
3. System.out.println(count); // 输出 3

复制代码

3.2.5 anyMatch、allMatch、noneMatch：匹配

• anyMatch：恣意一个元素满意条件。
  
• allMatch：所有元素都满意条件。
  
• noneMatch：没有元素满意条件。
  

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. boolean anyMatch = languages.stream().anyMatch(s -> s.startsWith("J"));
3. boolean allMatch = languages.stream().allMatch(s -> s.length() > 3);
4. boolean noneMatch = languages.stream().noneMatch(s -> s.isEmpty());
5. System.out.println(anyMatch); // 输出 true
6. System.out.println(allMatch); // 输出 false
7. System.out.println(noneMatch); // 输出 true

复制代码

---

四、并行流

Stream API 支持并行处理，只需将 stream() 更换为 parallelStream() 即可。

1. List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
2. long count = languages.parallelStream()
3.                      .filter(s -> s.startsWith("J"))
4.                      .count();
5. System.out.println(count); // 输出 1

复制代码

---

五、案例

User实体类

1. public class User {
2.     private int id;
3.     private String userName;
4.     private int age;
5.     //get、set、有参/无参构造器、toString
6. }

复制代码

Stream算法题

1. import java.util.Arrays;
2. import java.util.List;
3. /*
4. * 题目：请按照给出数据，找出同时满足以下条件的用户
5. *       也即以下条件：
6. *          1、全部满足偶数ID
7. *          2、年龄大于24
8. *          3、用户名转为大写
9. *          4、用户名字母倒排序
10. *          5、只输出一个用户名字 limit
11. **/
12. public class StreamDemo {
13.     public static void main(String[] args) {
14.         User u1 = new User(11, "a", 23);
15.         User u2 = new User(12, "b", 24);
16.         User u3 = new User(13, "c", 22);
17.         User u4 = new User(14, "d", 28);
18.         User u5 = new User(16, "e", 26);
19.         List<User> list = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5);
20.         /*
21.          * 1. 首先我们需要将 list 转化为stream流
22.          * 2. 然后将用户过滤出来，这里用到一个函数式接口Predicate<? super T>，我们可
23. 以使用lambda表达式简化
24.          * 3. 这里面传递的参数，就是Stream流的泛型类型，也就是User，所以，这里可以直接
25. 返回用户id为偶数的用户信息;
26.          * 4. 通过forEach进行遍历，直接简化输出 System.out::println ，等价于
27. System.out.println(u);
28.          **/
29.         //list.stream().filter(u -> {return
30. //u.getId()%2==0;}).forEach(System.out::println);
31.         //list.stream().filter(u -> {return u.getId()%2==0;})
32.             //.filter(u -> {return
33. //u.getAge()>24;}).forEach(System.out::println);
34.         //sorted()  自然排序，正排序 D->E
35.         list.stream()
36.                 .filter(u -> {return u.getId()%2==0;})
37.                 .filter(u -> {return u.getAge()>24;})
38.                 .map(u -> {return u.getUserName().toUpperCase();})
39.               //.sorted() //默认正排序  自己用 compareTo 比较
40.                 .sorted((o1,o2)->{return o2.compareTo(o1);})
41.                 .limit(1)
42.                 .forEach(System.out::println);
43.         /*
44.             map解释
45.             List<Integer> list2 = Arrays.asList(1,2,3);
46.             list2 = list2.stream().map(x -> {return
47.             x*2;}).collect(Collectors.toList());
48.              for (Integer element : list2) {
49.                  System.out.println(element);
50.              }
51.          */
52.      }
53. }

复制代码

---

六、总结

Stream API 是 Java 8 中非常强大的工具，它通过声明式的方式简化了聚集数据的处理。通过掌握 Stream 的创建、中间操纵和终端操纵，你可以写出更简洁、高效的代码。以下是本文的核心要点：

• Stream 的创建：可以从聚集、数组、I/O 资源等创建 Stream。
  
• 中间操纵：如 filter、map、sorted 等，用于对数据进行处理和转换。
  
• 终端操纵：如 forEach、collect、reduce 等，用于触发计算并返回效果。
  
• 并行流：通过 parallelStream() 实现并行处理，提拔性能。
  

免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。