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Java -- Stream流用法

發布時間：2023/11/16 java 40 coder

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Java -- Stream流用法小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1. 前言

流是Java 8 API添加的一個新的抽象，稱為流Stream，以一種聲明性方式處理數據集合，側重對于源數據計算能力的封裝，并且支持序列與并行兩種操作方式。
Stream流是從支持數據處理操作的源生成的元素序列，源可以是數組、文件、集合、函數。流不是集合元素，它不是數據結構并不保存數據，它的主要目的在于計算。
Stream流是對集合（Collection）對象功能的增強，與Lambda表達式結合，可以提高編程效率、間接性和程序可讀性。

2. 操作符

流的操作類型主要分為兩種：中間操作符、終端操作符

3 中間操作符

通常對于Stream的中間操作，可以視為是源的查詢，并且是懶惰式的設計，對于源數據進行的計算只有在需要時才會被執行，與數據庫中視圖的原理相似；
Stream流的強大之處便是在于提供了豐富的中間操作，相比集合或數組這類容器，極大的簡化源數據的計算復雜度
一個流可以跟隨零個或多個中間操作。其目的主要是打開流，做出某種程度的數據映射/過濾，然后返回一個新的流，交給下一個操作使用
這類操作都是惰性化的，僅僅調用到這類方法，并沒有真正開始流的遍歷，真正的遍歷需等到終端操作時，常見的中間操作有下面即將介紹的 filter、map 等
紹的 filter、map 等

流方法	含義	備注
filter	用于通過設置的條件過濾出元素
sorted	返回排序后的流
map	接受一個函數作為參數。這個函數會被應用到每個元素上，并將其映射成一個新的元素（使用映射一詞，是因為它和轉換類似，但其中的細微差別在于它是“創建一個新版本”而不是去“修改”）
distinct	返回一個元素各異（根據流所生成元素的hashCode和equals方法實現）的流
....

示例代碼如下：

public static void main(String[] args) {
	List<Person> list = new ArrayList<>();

	// 名字 + 年齡。注意所有人的年齡有相同的
	list.add(new Person("張三", 21));
	list.add(new Person("張四", 21));

	list.add(new Person("李三", 28));
	list.add(new Person("李四", 28));

	list.add(new Person("趙三", 23));
	list.add(new Person("趙四", 23));
}

3.1 filter 過濾操作

用于通過設置的條件過濾出元素

// 注意 filter 的結果為true才會留下這條數據
// 同時filter是中間操作，不是最終操作
List<Person> personList = list.stream().filter((person) -> person.getAge() > 25).collect(Collectors.toList());
System.out.println(personList);

結果
[Person(name=李三, age=28), Person(name=李四, age=28)]

3.2 sorted 排序操作

返回排序后的流

// 正序排序
List<Person> personList = list.stream().sorted((x, y) -> x.getAge().compareTo(y.getAge())).collect(Collectors.toList());
System.out.println(personList);

// 倒序排序
List<Person> personList1 = list.stream().sorted((x, y) -> y.getAge().compareTo(x.getAge())).collect(Collectors.toList());
System.out.println(personList1);

結果
[Person(name=張三, age=21), Person(name=張四, age=21), Person(name=趙三, age=23), Person(name=趙四, age=23), Person(name=李三, age=28), Person(name=李四, age=28)]
[Person(name=李三, age=28), Person(name=李四, age=28), Person(name=趙三, age=23), Person(name=趙四, age=23), Person(name=張三, age=21), Person(name=張四, age=21)]

3.3 map 操作

接受一個函數作為參數。這個函數會被應用到每個元素上，并將其映射成一個新的元素（使用映射一詞，是因為它和轉換類似，但其中的細微差別在于它是“創建一個新版本”而不是去“修改”）
這是一個非常好用的操作，一定要重視

本質map是接受了一個Function的函數，如下：
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
我們傳進去key，按照一定規則給我們返回val

List<Integer> collect = list.stream().map(person -> person.getAge()).collect(Collectors.toList());
System.out.println(collect);

Set<Integer> collect1 = list.stream().map(person -> person.getAge()).collect(Collectors.toSet());
System.out.println(collect1);

結果
[21, 21, 28, 28, 23, 23]
[21, 23, 28]

3.4 distinct 去重操作

返回一個元素各異（根據流所生成元素的hashCode和equals方法實現）的流

// 存在重復的年齡，去重
List<Integer> collect = list.stream().map(person -> person.getAge()).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.println(collect);

結果
[21, 28, 23]

4 終端操作符

Stream流執行完終端操作之后，無法再執行其他動作，否則會報狀態異常，提示該流已經被執行操作或者被關閉，想要再次執行操作必須重新創建Stream流
一個流有且只能有一個終端操作，當這個操作執行后，流就被關閉了，無法再被操作，因此一個流只能被遍歷一次，若想在遍歷需要通過源數據在生成流。
終端操作的執行，才會真正開始流的遍歷。如 count、collect 等

流方法	含義	備注
max	最大值
min	最小值
sum	求和
count	返回流中元素總數
findFirst	返回第一個元素
findAny	將返回當前流中的任意元素（注意為了效率會返回第一個符合的元素）
forEach	遍歷流
reduce	可以將流中元素反復結合起來，得到一個值
collect	收集器，將流轉換為其他形式	這個重點掌握，后面詳細介紹
....

4.1 max操作

獲取數據流中最大值

Person person = list.stream().max((o1, o2) -> o1.getAge().compareTo(o2.getAge())).get();
System.out.println(person);

結果
Person(name=李三, age=28)

4.2 min操作

獲取數據流中最小值

Person person = list.stream().min((o1, o2) -> o1.getAge().compareTo(o2.getAge())).get();
System.out.println(person);

結果
Person(name=張三, age=21)

4.3 sum操作

求和

// 注意sum 必須是IntStream流才可以使用
int sum = list.stream().mapToInt(x -> x.getAge()).sum();
System.out.println(sum);

結果
144

4.4 count操作

求和

// 相當于list.size
long count = list.stream().count();
System.out.println("size = " + list.size() + ",  count = " + count);

結果
size = 6,  count = 6

4.5 findFirst操作

求和

Person person = list.stream().findFirst().get();
System.out.println(person);

結果
Person(name=張三, age=21)

4.6 findAny操作

求和

// 注意。findAny一定返回符合規則的第一個，因為其是流，所以為了效率，找到第一個，就立馬返回
Person person = list.stream().findAny().get();
System.out.println(person);

結果
Person(name=張三, age=21)

4.7 forEach操作

求和

list.stream().forEach(person -> {
	// 類似于for循環，可以做很多操作
	// 如果年齡大于25，return相當于for循環的continue
	if (person.getAge() > 25) {
		return;
	}
	System.out.println(person);
});

結果
Person(name=張三, age=21)
Person(name=張四, age=21)
Person(name=趙三, age=23)
Person(name=趙四, age=23)

4.8 reduce操作

可以將流中元素反復結合起來，得到一個值。
個人感覺reduce實用性并不是很好，并且理解成本挺高的，不建議使用

// 1. a + b ==> 賦值給 下一輪的a
// 2. (a + b) + b == > 賦值給 下一輪的a
// 相當于 sum = a + b + c + d + ....
int sum = list.stream().map(Person::getAge).reduce((a, b) -> {
	System.out.println("a = " + a + "  b = " + b);
	return a + b;
}).get();
System.out.println("sum = " + sum);

結果
a = 21  b = 21
a = 42  b = 28
a = 70  b = 28
a = 98  b = 23
a = 121  b = 23
sum = 144

4.9 collect操作

收集器，將流轉換為其他形式
非常重要的一個參數。后面會詳細舉例，一定要搞懂，尤其針對于toList，toMap等常見操作

// 相當于new了一個新的list
List<Person> collect = list.stream().collect(Collectors.toList());
System.out.println(collect);

結果
[Person(name=張三, age=21), Person(name=張四, age=21), Person(name=李三, age=28), Person(name=李四, age=28), Person(name=趙三, age=23), Person(name=趙四, age=23)]

5 Collect收集

Collector：結果收集策略的核心接口，具備將指定元素累加存放到結果容器中的能力；
并在Collectors工具中提供了Collector接口的實現類

// collect請求參數是Collector，Collector是一個接口
<R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);

Collectors是一個工具類，里面有Collector的具體實現類
/**
 * Simple implementation class for {@code Collector}.
 *
 * @param <T> the type of elements to be collected
 * @param <R> the type of the result
 */
static class CollectorImpl<T, A, R> implements Collector<T, A, R> {
    private final Supplier<A> supplier;
    private final BiConsumer<A, T> accumulator;
    private final BinaryOperator<A> combiner;
    private final Function<A, R> finisher;
    private final Set<Characteristics> characteristics;

    CollectorImpl(Supplier<A> supplier,
                  BiConsumer<A, T> accumulator,
                  BinaryOperator<A> combiner,
                  Function<A,R> finisher,
                  Set<Characteristics> characteristics) {
        this.supplier = supplier;
        this.accumulator = accumulator;
        this.combiner = combiner;
        this.finisher = finisher;
        this.characteristics = characteristics;
    }

    CollectorImpl(Supplier<A> supplier,
                  BiConsumer<A, T> accumulator,
                  BinaryOperator<A> combiner,
                  Set<Characteristics> characteristics) {
        this(supplier, accumulator, combiner, castingIdentity(), characteristics);
    }

    @Override
    public BiConsumer<A, T> accumulator() {
        return accumulator;
    }

    @Override
    public Supplier<A> supplier() {
        return supplier;
    }

    @Override
    public BinaryOperator<A> combiner() {
        return combiner;
    }

    @Override
    public Function<A, R> finisher() {
        return finisher;
    }

    @Override
    public Set<Characteristics> characteristics() {
        return characteristics;
    }
}

5.1 toList操作

它將輸入元素累積到一個新的List中。對于返回的List的類型、可變性、序列化能力或線程安全性并沒有保證；

// 我們可以看到，本質上，toList其實就是傳入了一個CollectorImpl的實現
public static <T>
Collector<T, ?, List<T>> toList() {
    return new CollectorImpl<>((Supplier<List<T>>) ArrayList::new, List::add,
                               (left, right) -> { left.addAll(right); return left; },
                               CH_ID);
}

// 用法
List<Person> list1 = list.stream().collect(Collectors.toList());
System.out.println(list1);

// 結果
[Person(name=張三, age=21), Person(name=張四, age=21), Person(name=李三, age=28), Person(name=李四, age=28), Person(name=趙三, age=23), Person(name=趙四, age=23)]

5.2 toSet操作

它將把輸入元素累計到一個新的Set中。返回的Set的類型、可變性、序列化能力或線程安全性并沒有確保

// 用法
Set<Person> set = list.stream().collect(Collectors.toSet());
System.out.println(set);

// 結果
[Person(name=李四, age=28), Person(name=趙四, age=23), Person(name=張三, age=21), Person(name=趙三, age=23), Person(name=李三, age=28), Person(name=張四, age=21)]

5.3 toMap操作1

它將把輸入元素累計到一個Map中，這個Map的鍵和值都是通過對輸入元素應用給定的映射函數得到的

// 正常執行
Map<String, Person> map1 = list.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getName, Function.identity()));
System.out.println(map1);

// 報錯 因為age是一個是重復的key
Map<Integer, Person> map2 = list.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getAge, Function.identity()));
System.out.println(map2);

// 結果
{張四=Person(name=張四, age=21), 李四=Person(name=李四, age=28), 張三=Person(name=張三, age=21), 趙三=Person(name=趙三, age=23), 趙四=Person(name=趙四, age=23), 李三=Person(name=李三, age=28)}
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Duplicate key Person(name=張三, age=21)
	at java.util.stream.Collectors.lambda$throwingMerger$0(Collectors.java:133)
	at java.util.HashMap.merge(HashMap.java:1254)
	at java.util.stream.Collectors.lambda$toMap$58(Collectors.java:1320)
	at java.util.stream.ReduceOps$3ReducingSink.accept(ReduceOps.java:169)
	at java.util.LinkedList$LLSpliterator.forEachRemaining(LinkedList.java:1235)
	at java.util.stream.AbstractPipeline.copyInto(AbstractPipeline.java:482)
	at java.util.stream.AbstractPipeline.wrapAndCopyInto(AbstractPipeline.java:472)
	at java.util.stream.ReduceOps$ReduceOp.evaluateSequential(ReduceOps.java:708)
	at java.util.stream.AbstractPipeline.evaluate(AbstractPipeline.java:234)
	at java.util.stream.ReferencePipeline.collect(ReferencePipeline.java:499)

5.3 toMap操作2

如果key重復了，解決key重復問題

// 如果重復key，k1
Map<Integer, Person> map1 = list.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getAge, Function.identity(), (k1, k2) -> k1));
System.out.println("map1 = " + JSON.toJSONString(map1));

// 如果重復key，k2
Map<Integer, Person> map2 = list.stream().collect(Collectors.toMap(Person::getAge, Function.identity(), (k1, k2) -> k2));
System.out.println("map2 = " + JSON.toJSONString(map2));

// 結果 重點看下結果的選擇
map1 = {21:{"age":21,"name":"張三"},23:{"age":23,"name":"趙三"},28:{"age":28,"name":"李三"}}
map2 = {21:{"age":21,"name":"張四"},23:{"age":23,"name":"趙四"},28:{"age":28,"name":"李四"}}

5.3 toMap操作3

解決map返回的順序問題

// 返回無序的HashMap
Map<Integer, Person> map1 = list.stream().collect(Collectors.toMap(
		Person::getAge,
		Function.identity(),
		(k1, k2) -> k1,
		HashMap::new));
System.out.println("map1 = " + JSON.toJSONString(map1));

// 返回有序的LinkedHashMap
Map<Integer, Person> map2 = list.stream().collect(Collectors.toMap(
		Person::getAge,
		Function.identity(),
		(k1, k2) -> k1,
		LinkedHashMap::new));
System.out.println("map2 = " + JSON.toJSONString(map2));

// 結果 重點看下結果的選擇
map1 = {21:{"age":21,"name":"張三"},23:{"age":23,"name":"趙三"},28:{"age":28,"name":"李三"}}
map2 = {21:{"age":21,"name":"張三"},28:{"age":28,"name":"李三"},23:{"age":23,"name":"趙三"}}

5.4 joining

連接字符串

// 默認沒有字符連接
String s1 = list.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.joining());
System.out.println("s1 = " + s1);

// 以-連接字符
String s2 = list.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.joining("-"));
System.out.println("s2 = " + s2);

// 以-連接字符, 同時增加前綴和后綴
String s3 = list.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.joining("-", "prefix", "suffix"));
System.out.println("s3 = " + s3);

// 結果 
s1 = 張三張四李三李四趙三趙四
s2 = 張三-張四-李三-李四-趙三-趙四
s3 = prefix張三-張四-李三-李四-趙三-趙四suffix

5.5 counting

計算list里面的數量

// 默認沒有字符連接
System.out.println("sum = " + list.size());

Long sum1 = list.stream().collect(Collectors.counting());
System.out.println("sum1 = " + sum1);

long sum2 = list.stream().count();
System.out.println("sum2 = " + sum2);

// 結果 
sum = 6
sum1 = 6
sum2 = 6

5.6 summarizingInt

統計一些常見的數據

IntSummaryStatistics statistics = list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(x -> x.getAge()));
System.out.println(statistics);

// 結果 
IntSummaryStatistics{count=6, sum=144, min=21, average=24.000000, max=28}

5.7 groupingBy

它的作用是實現"分組"操作，根據給定的分類函數將輸入元素分組，并把分組的結果存儲在一個Map中并返回。

// key是age，value是list
Map<Integer, List<Person>> map1 = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(person -> person.getAge()));
System.out.println(map1);


// key是age，value是name的list
Map<Integer, List<String>> map2 = list.stream().collect(
		Collectors.groupingBy(person -> person.getAge(), Collectors.mapping(person -> person.getName(), Collectors.toList())));
System.out.println(map2);

// key是age，value是list, 且是有序的
Map<Integer, List<Person>> map3 = list.stream().collect(
		Collectors.groupingBy(Person::getAge, () -> new LinkedHashMap<>(), Collectors.toList()));
System.out.println(map3);

// key是age，value是name的list, 且是有序的
Map<Integer, List<String>> map4 = list.stream().collect(
		Collectors.groupingBy(Person::getAge, LinkedHashMap::new, Collectors.mapping(Person::getName, Collectors.toList())));
System.out.println(map4);

// 結果 
{21=[Person(name=張三, age=21), Person(name=張四, age=21)], 23=[Person(name=趙三, age=23), Person(name=趙四, age=23)], 28=[Person(name=李三, age=28), Person(name=李四, age=28)]}
{21=[張三, 張四], 23=[趙三, 趙四], 28=[李三, 李四]}
{21=[Person(name=張三, age=21), Person(name=張四, age=21)], 28=[Person(name=李三, age=28), Person(name=李四, age=28)], 23=[Person(name=趙三, age=23), Person(name=趙四, age=23)]}
{21=[張三, 張四], 28=[李三, 李四], 23=[趙三, 趙四]}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java -- Stream流用法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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