【Java SE进阶】Day13 Stream流、方法引用
〇、总结
Stream流的方法：forEach、filter、map、count、limit、skip、concat（结合之前的Collectors接口）
方法引用：Lambda的其他类方法体相同，如System.out:println
一、Stream流
java.util.stream.Stream<T>
1、概述及传统方式
- 与IO流不同，用于简化集合和数组的操作，解决现有类库的弊端
- 传统方式遍历集合（逐一处理）：for循环、for-each、Iterator迭代器
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /* 使用传统方式遍历集合，对集合中的数据进行过滤 * */ public class Demo01List { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); //对list集合中的元素进行过滤，只要以张开头的元素，存储到一个新的集合中 List<String> listA=new ArrayList<>(); for (String s : list) { if (s.startsWith("张")){ listA.add(s); } } //对listA集合进行过滤，只要姓名长度为3的人 List<String> listB=new ArrayList<>(); for (String s : listA) { if (s.length()==3){ listB.add(s); } } //遍历listB集合 for (String s : listB) { System.out.println(s); } } }
需要过滤三遍
2、stream流的方式遍历+过滤
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /* 使用stream流的方式，对集合中的数据进行过滤 Stream流失JDK1.8之后出现的 关注的是做什么，而不是怎么做 * */ public class Demo02ListStream { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); //对list集合中的元素进行过滤，只要以张开头的元素，存储到一个新的集合中 //对listA集合进行过滤，只要姓名长度为3的人 //遍历listB集合 list.stream() .filter(name->name.startsWith("张")) .filter(name->name.length()==3) .forEach(name-> System.out.println(name)); } }
3、流式思想
- 类似流水线，是对集合元素的处理方案
- 对模型操作，元素并未真正处理，之后最终count执行，才会执行操作
- 使用了Lambda的延迟执行特性
- Stream流是一个来自数据源的元素队列，不存储，而是按需计算
- Stream操作的特征：
- Pipelining：每个操作返回流本身，多个操作串联成管道
- 内部迭代：直接通过流调用遍历过程
- 之前都是显式地在集合外部迭代遍历
4、两种获取流的方式
- 单列集合可以通过stream默认方法获取流
- Stream接口的静态方法可以获取数组对应的流
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.*; import java.util.stream.Stream; /* 两种获取Stream流的方式 所有的 Collection 集合都可以通过 stream 默认方法获取流； -default Stream<E> stream()返回一个序列Stream与此集合作为其来源。 Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流。 -static <T> Stream<T> of(T... values) 返回其元素是指定值的顺序排序流。 参数是一个可变参数，就可以传递一个数组 java.util.stream.Stream<T> 是Java 8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口。） * */ public class Demo03GetStream { public static void main(String[] args) { //把集合转换为Stream流 List<String> list=new ArrayList<>(); Stream<String> stream1=list.stream(); Set<String> set = new HashSet<>(); Stream<String> stream2 = set.stream(); Map<String,String> map=new HashMap<>(); //间接把map类型转换为stream流 //获取键，存储到一个set集合中 Set<String> keySet = map.keySet(); Stream<String> stream3 = keySet.stream(); //获取值，存储到一个collection集合中 Collection<String> values = map.values(); Stream<String> stream4 = values.stream(); //获取键值对（键与值的映射关系） Set<Map.Entry<String, String>> entries = map.entrySet(); Stream<Map.Entry<String, String>> stream5 = entries.stream(); //把数组转换为stream流 Stream<Integer> stream6 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5); //可变参数可以传递数组 Integer[] arr={1,2,3,4,5}; Stream<Integer> stream7 = Stream.of(arr); //字符串类型数组 String[] arr2={"a","bb","ccc"}; Stream<String> stream8 = Stream.of(arr2); } }
二、Stream流中的常用方法
0、概述
- 方法的分类
- 延迟方法：返回值类型是Stream自身类型，支持链式调用（类似StringBuilder）
- 终结方法：不再返回流自身类型，不支持链式调用。包括count和forEach方法
1、forEach()
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.stream.Stream; /* Stream流中的常用方法_forEach void forEach(Consumer<? super T> action);接收一个 Consumer 接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理 java.util.function.Consumer<T>接口是一个消费型接口。 Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t)，意为消费一个指定泛型的数据。 可以传递lambda表达式 简单记： forEach方法，用来遍历流中的数据 是一个终结方法，遍历之后就不能继续调用stream流中的其他方法了 * */ public class Demo04ForEach { public static void main(String[] args) { //获取一个stream流 Stream<String> stream = Stream.of("张三", "李四", "王五", "赵六", "田七"); //使用stream流中的forEach方法对stream流中的数据进行遍历 /*stream.forEach((String name)->{ System.out.println(name); });*/ //lambda的优化 stream.forEach(name->System.out.println(name)); } }
2、filter
- 将一个流转换为另一个子集流
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.stream.Stream; /* Stream流中的常用方法_filter 可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名： Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);//判断的接口test Predicate接口中的抽象方法： boolean test(T t); * */ public class Demo05Stream_Filter { public static void main(String[] args) { //获取一个stream流 Stream<String> stream = Stream.of("张三丰", "张翠山", "赵敏", "周芷若", "张无忌"); //使用stream流中的filter方法对stream流中的方法进行过滤 /*stream.filter((name)->{return name.startsWith("张");}) .filter(name->{return name.length()==3;}) .forEach((name)-> System.out.println(name));*/ Stream<String> stream2 = stream.filter((name) -> { return name.startsWith("张"); }); stream2.forEach((name)->{ System.out.println(name); }); } }
- 注意：Stream流只能使用
3、map
- 将流中的元素映射到另一个流中
- <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
- java.util.stream.Function 函数式接口，唯一抽象方法apply
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.stream.Stream; /* 如果需要将流中的元素映射到另一个流中，可以使用 map 方法。 <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper); java.util.stream.Function 函数式接口，其中唯一的抽象方法为： R apply(T t); * */ public class Demo06Stream_map { public static void main(String[] args) { //获取一个String类型的stream流 Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3", "4"); //使用map方法，将字符串类型的整数，转换/映射为Integer类型的整数 Stream<Integer> stream2 = stream.map((String s) -> { return Integer.parseInt(s); }); stream2.forEach((i)-> System.out.println(i)); } }
4、count
- 统计元素个数，返回long值
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.ArrayList; import java.util.stream.Stream; /* Stream流中的常用方法_count 提供 count 方法来数一数其中的元素个数： long count();返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。 【终结方法：使用之后不能再使用stream的其他方法】 * */ public class Demo07StreamCount { public static void main(String[] args) { //获取一个Stream流 ArrayList<Integer> list=new ArrayList<>(); list.add(1); list.add(2); list.add(3); list.add(4); list.add(5); Stream<Integer> stream = list.stream(); long count=stream.count(); System.out.println(count);//5 } }
5、limit()
- 对流截取，只取前n个
- 返回截取后的流
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.stream.Stream; /* limit 方法可以对流进行截取，只取用前n个。 Stream<T> limit(long maxSize); 参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作 是延迟方法，返回的是新的流，可以继续调用流中的其他方法 * */ public class Demo08StreamLimit { public static void main(String[] args) { //获取一个stream流 String[] arr={"美羊羊","喜洋洋","懒洋洋","灰太狼","红太狼"}; Stream<String> stream = Stream.of(arr); //使用limit方法对stream流中的元素进行截取，只要前三个元素 Stream<String> stream1 = stream.limit(3); //遍历stream2流 stream1.forEach((name)-> System.out.println(name)); } }
6、skip
- 跳过前几个元素，可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流
- 流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.stream.Stream; /* 希望跳过前几个元素，可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流： Stream<T> skip(long n); 如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用： * */ public class Demo09Skip { public static void main(String[] args) { //获取一个stream流 String[] arr={"美羊羊","喜洋洋","懒洋洋","灰太狼","红太狼"}; Stream<String> stream = Stream.of(arr); //使用skip方法跳过前3个元素 Stream<String> stream1 = stream.skip(3); stream1.forEach((name)-> System.out.println(name)); } }
7、concat
- 合并两个流，属于Stream的静态方法
- static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.stream.Stream; /* 有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用 Stream 接口的静态方法 concat ： static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b) * */ public class Demo10Concate { public static void main(String[] args) { Stream<String> stream = Stream.of("张三丰", "张翠山", "赵敏", "周芷若", "张无忌"); String[] arr={"美羊羊","喜洋洋","懒洋洋","灰太狼","红太狼"}; Stream<String> stream1 = Stream.of(arr); //把以上两个流组合为一个流 Stream<String> concat = Stream.concat(stream, stream1); concat.forEach(name-> System.out.println(name)); } }
8、练习：集合元素处理（传统方式）
要求：有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以 下若干操作步骤：
1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
6. 根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。
7. 打印整个队伍的Person对象信息。
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.ArrayList; /* 有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以 下若干操作步骤： 1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。 2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。 3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。 4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。 5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。 6. 根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。 7. 打印整个队伍的Person对象信息。 * */ public class DemoTestStream { public static void main(String[] args) { //第一支队伍 ArrayList<String> one=new ArrayList<>(); one.add("张三"); one.add("李四"); one.add("王五六"); one.add("刘德华"); one.add("苏有朋"); //1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。 ArrayList<String> one1=new ArrayList<>(); for (String name : one) { if(name.length()==3){ one1.add(name); } } //2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。 ArrayList<String> one2=new ArrayList<>(); for(int i=0;i<3;i++){ one2.add(one1.get(i));//i=0,1,2 } ArrayList<String> two=new ArrayList<>(); two.add("筷子兄弟"); two.add("玖月奇迹"); two.add("五月天"); two.add("凤凰传奇"); two.add("张靓颖"); two.add("张碧晨"); //3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。 ArrayList<String> two1=new ArrayList<>(); for (String name : two) { if (name.startsWith("张")){ two1.add(name); } } //4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。 ArrayList<String> two2=new ArrayList<>(); for (int i=2;i<two1.size();i++){ two2.add(two1.get(i));//i不包含0和1 } //5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。 ArrayList<String> all=new ArrayList<>(); all.addAll(one2); all.addAll(two2); //6. 根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。 ArrayList<Person> list=new ArrayList<>(); for (String s : all) { list.add(new Person(s)); } for (Person person : list) { System.out.println(person); } } }
9、练习：集合元素处理（Stream方式）
package com.liujinhui.Day1208Stream; import java.util.ArrayList; import java.util.stream.Stream; /* 有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以 下若干操作步骤： 1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。 2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。 3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。 4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。 5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。 6. 根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。 7. 打印整个队伍的Person对象信息。 * */ public class DemoTestStream { public static void main(String[] args) { //第一支队伍 ArrayList<String> one=new ArrayList<>(); one.add("张三"); one.add("李四"); one.add("王五六"); one.add("刘德华"); one.add("苏有朋"); /* 1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。 2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。 * */ Stream<String> oneStream = one.stream().filter(name -> name.length() == 3).limit(3); ArrayList<String> two=new ArrayList<>(); two.add("筷子兄弟"); two.add("玖月奇迹"); two.add("五月天"); two.add("凤凰传奇"); two.add("张靓颖"); two.add("张碧晨"); /* 3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。 4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。 * */ Stream<String> twoStream = two.stream().filter(name -> name.startsWith("张")).skip(2); /* 5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。 6. 根据姓名创建 Person 对象；存储到一个新集合中。 7. 打印整个队伍的Person对象信息。 * */ Stream.concat(oneStream, twoStream).map(name->new Person(name)).forEach(p-> System.out.println(p)); } }
三、方法引用
1、基本使用
- Lambda所指定的操作方案，在其他地方存在相同方案，无需重写逻辑
- 是Lambda的简化 （引用其他类的方法体）
- 先自定义一个函数式接口
package com.liujinhui.Day1208Stream.MethodPreference; /* 定义一个打印的函数式接口 * */ @FunctionalInterface public interface Printable { //打印字符串的抽象方法 public abstract void print(String s); }
- 定义成员方法，将字符串 按大写输出
package com.liujinhui.Day1208Stream.MethodPreference; public class MethodReferenceObject { //定义一个成员方法，传递字符串，把字符串按大写输出 public void printUpperCaseString(String str){ System.out.println(str.toUpperCase()); } }
- 定义方法，对字符串打印，在main方法中调用
package com.liujinhui.Day1208Stream.MethodPreference; public class Demo01Printable { //定义 一个方法，参数传递Printable接口，对字符串进行打印 public static void printString(Printable p){ p.print("helloworld"); } public static void main(String[] args) { //调用printString方法，方法的参数是一个函数式接口，可以传递lambda表达式 printString((String s)->{ System.out.println(s); }); /* 分析： Lambda表达式的目的，打印表达式传递的字符串 把参数s传递给了System.out对象，调用out对象中的方法Println对字符串进行输出 注意： 1.System.out对象是已经存在的 2.println方法也是已经存在的 所以可以使用方法引用来优化lambda表达式 可以使用System.out方法直接调用println方法 * */ printString(System.out::println); //双冒号 :: 写法，这被称为“方法引用”，而双冒号是一种新的语法。 } }
Lambda表达式写法： s -> System.out.println(s);
方法引用写法： System.out::println
第一种语义是指：拿到参数之后经Lambda之手，继而传递给 System.out.println 方法去处理。
第二种等效写法的语义是指：直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda。
两种写法的执行效果完全一 样，而第二种方法引用的写法复用了已有方案，更加简洁。
Lambda 中传递的参数 一定是方法引用中的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常
2、通过对象名引用成员方法
package com.liujinhui.Day1208Stream.MethodPreference; /* 通过对象名引用成员方法 使用前提是：对象名已经存在，成员方法也已经存在 就可以呀使用对象名引用成员方法 * */ public class Demo02ObjectMethodReference { //定义一个方法，方法的参数传递Printable接口 public static void printString(Printable p){ p.print("hello"); } public static void main(String[] args) { //调用printString方法，方法的参数printable是一个函数式接口，所以可以传递lambda表达式 printString((s)->{ //创建MethodReferenceObject对象 MethodReferenceObject obj=new MethodReferenceObject(); //调用MethodReferenceObject中的成员方法printUpperCaseString，把字符串按照大写输出 obj.printUpperCaseString(s); }); //使用方法引用优化Lambda //MethodReferenceObject对象是已经存在的，成员方法也是已经存在的 //所以，可以使用对象名引用成员方法 MethodReferenceObject obj=new MethodReferenceObject(); printString(obj::printUpperCaseString); } }
3、通过类名引用静态成员方法
package com.liujinhui.Day1208Stream.MethodPreference; @FunctionalInterface public interface Calcable { //定义一个抽象方法，传递一个整数，对整数进行绝对值计算，并返回 int calAbs(int num); }
使用
package com.liujinhui.Day1208Stream.MethodPreference; /* 通过类名引用静态成员方法 类已经存在，静态成员方法也已经存在 就可以通过类名直接引用静态成员方法 * */ public class Demo03StaticMethodRef { //定义一个方法，方法的参数传递要计算绝对值的整数和函数式接口Calcable public static int method(int number,Calcable c){ return c.calSbs(number); } public static void main(String[] args) { //调用method方法，传递计算绝对值的整数和lambda表达式 int number = method(-10, (n) -> { //对参数进行绝对值的计算并返回结果 return Math.abs(n); }); System.out.println(number); /* 使用方法引用优化lambda表达式 math类是存在的 abs计算绝对值的静态方法也是已经存在的 所以，我们可以直接通过类名引用静态方法 * */ int number2 = method(-10, Math::abs); System.out.println(number2); } }
4、通过super引用父类的成员方法
如果存在继承关系，当Lambda中需要出现super调用时，也可以使用方法引用进行替代。
Lambda表达式： () -> super.sayHello() 方法引用： super::sayHello
package com.liujinhui.Day1208Stream.SuperMethod; /* 定义见面的函数式接口 * */ @FunctionalInterface public interface Greetable { //定义一个见面的方法 void greet(); }
定义成员方法
package com.liujinhui.Day1208Stream.SuperMethod; /* 定义父类 * */ public class Human { //定义一个sayHello的方法 public void sayHello(){ System.out.println("Hello,我是Human"); } }
使用
package com.liujinhui.Day1208Stream.SuperMethod; //定义子类 public class Man extends Human{ //子类重写父类sayHello的方法 public void sayHello(){ System.out.println("Hello,我是Man"); } //定义一个方法，参数传递Greetable接口 public void method(Greetable g){ g.greet(); } public void show(){ //调用method方法，方法的参数胡Greetable是一个函数式接口，所以可以传递lambda method(()->{ //创建父类Human对象 Human h=new Human(); //调用父类的sayHello方法 h.sayHello(); }); //因为存在子父类关系，所以存在一个关键字super代表父类 //可以直接使用super调用父类的成员方法 method(()->{ super.sayHello(); }); /* 使用super引用父类的成员方法 super是已经存在的 父类的成员方法sayHello也是已经存在的 所以，可以直接使用super引用父类的成员方法 * */ method(super::sayHello); } public static void main(String[] args) { //匿名对象 new Man().show(); } }
5、通过this引用本类成员方法
package com.liujinhui.Day1208Stream.ThisMethod; /* 定义一个富有的函数式接口 * */ @FunctionalInterface public interface Richable { //定义一个想买什么就买什么的方法 void buy(); }
测试
package com.liujinhui.Day1208Stream.ThisMethod; /* 通过this引用本类的成员方法 * */ public class Husband { //定义一个买房子的方法 public void buyHouse(){ System.out.println("北京二环内买一套四合院"); } //定义一个结婚的方法，参数传递Richable接口 public void marry(Richable r){ r.buy(); } //定义一个非常高兴的方法 public void soHappy(){ //调用结婚的方法，方法的参数Richable是一个函数式接口，可以传递lambda表达式 marry(()->{ //重写buy，使用this.成员方法调用本类买房子的方法 this.buyHouse(); }); /* 使用方法引用优化lambda表达式 this是已经存在的 本类的成员方法buyHouse也是已经存在的 所以我们可以直接使用this引用本类的成员方法buyHouse * */ marry(this::buyHouse); } public static void main(String[] args) { new Husband().soHappy(); } }
6、构造方法的引用
package com.liujinhui.Day1208Stream.ConstructorMethod; /* 类的构造器（构造方法）引用 * */ public class Demo { //定义一个方法，参数传递姓名和PersonBuilder接口，方法中通过姓名创建Person对象 public static void printName(String name,PersonBuilder pb){ Person person=pb.builderPerson(name); System.out.println(person.getName()); } public static void main(String[] args) { //调用printName方法，方法的参数Personbuilder是一个函数式接口，可以传递lambda表达式 printName("迪丽热巴",(String name)->{ return new Person(name); }); /* 使用方法引用lambda表达式 构造方法new Person(String name)已知 创建对象已知 new 就可以使用Person引用new创建对象 * */ printName("古力娜扎",Person::new);//使用Person类的带参构造方法，通过传递的姓名创建对象 } }
7、数组的构造器引用
package com.liujinhui.Day1208Stream.ArrayMethodReference; import java.util.Arrays; /* 数组的构造器引用 * */ public class Demo { /* 定义一个方法，方法的参数传递数组的长度和ArrayBuilder接口 方法内部根据传递的长度使用ArrayBuilder中的方法创建数组并返回 * */ public static int[] createArray(int length,ArrayBuilder ab){ return ab.builderArray(length); } public static void main(String[] args) { //调用createArray方法，传递数组的长度和lambda表达式 int[] array1 = createArray(10, (len) -> { //根据数组的长度创建数组并返回 return new int[len]; }); System.out.println(array1.length);//10 /* 使用方法引用优化lambda表达式 已知创建的就是int类型的数组 数组的长度也是已知的 就可以使用方法引用 int[]引用new，根据参数传递的长度创建数组 * */ int[] array2 = createArray(10, int[]::new);//返回new的对象 类型::new System.out.println(array2.length); System.out.println(Arrays.toString(array2)); } }
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