4、JAVA8 之 Stream

背景

　　Java 8 API 添加了一个新的抽象称为：流Stream，它可以让你以一种声明的方式处理数据。Stream API 可以极大提高写出高效率、干净、简洁的代码。

　　这种风格将要处理的元素集合看作一种流， 流在管道中传输， 并且可以在管道的节点上进行处理， 比如筛选， 排序，聚合等。具体类似于如下图所示：

　　

　　以上的流程转换为 Java 代码为：

List<Integer> transactionsIds = widgets.stream()
             .filter(b -> b.getColor() == RED)
             .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
             .mapToInt(Widget::getWeight)
             .sum();

Stream 流

　Stream（流）是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作

• 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。
• 数据源 流的来源。 可以是：集合、数组、I/O channel 以及 产生器generator 等。
• 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。 这样做可以对操作进行优化， 比如延迟执行 和 短路。
• 内部迭代：以前对集合遍历都是通过 Iterator 或 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，通过访问者模式实现。

 生成流

　在 Java 8 中, 集合接口有两个方法来生成流：

• stream() − 为集合创建串行流。

• parallelStream() − 为集合创建并行流。

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

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，并去重
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map(i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

List<String> to List<Integer>

List<Integer> codesInteger = codes.stream().map(Integer::parseInt).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();

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。Collectors 可用于返回列表或字符串：

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
System.out.println("筛选列表: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(","));
System.out.println("合并字符串: " + mergedString);

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());