Stream流、方法引用
Stream
JDK 1.8引入的新特性。用于解决已有集合类库既有的一些弊端。依赖于Lambda 表达式
传统从集合中获取需要的元素
代码如下：
public class Demo01Stream {
public static void main(String[] args) {
// 构建一个集合
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc123");
list.add("aaa22");
list.add("bcd125");
list.add("abcd120");
list.add("bbb230");
// 需要字符串中包含数字1的元素取出来
List<String> list2 = new ArrayList<String>();// abc123 bcd125 abcd120
for (String str: list) {
if (str.contains("1")) {
list2.add(str);
}
}
// 需要集合当中字符串长度不能超过6个的元素取出来
List<String> list3 = new ArrayList<String>();
for (String str: list2) {
if( str.length() <= 6) {
list3.add(str);
}
}
// 遍历查看最终想要的元素集合
for(String str: list3) {
System.out.println(str);
}
}
}
经过观察需要对源集合中的元素进行不断的循环，而且每次循环都需要从头到尾进行遍历
如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：
-
将集合A中根据条件一过滤拿到子集合B;
-
再将子集合B根据条件二过滤筛选为子集合C。
Stream流的更优写法
借助于Stream流对象中的API方法：
public class TestStream {
public static void main(String[] args) {
// 构建一个集合 of("abc123","aaa22")
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("abc123");
list.add("aaa22");
list.add("bcd125");
list.add("abcd120");
list.add("bbb230");
// 需要字符串中包含数字1的元素取出来
Stream<String> stream = list.stream();// 源集合A
// Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate) 返回由与此给定谓词匹配的此流的元素组成的流。 借助于它的方法 booolean test(T t)
Stream<String> stream02 = stream.filter(str -> str.contains("1")); //子集合B
// 需要集合当中字符串长度不能超过6个的元素取出来
Stream<String> stream03 = stream02.filter(str -> str.length() <= 6); // 子集合C
// void forEach(Consumer<? super T> action)对此流的每个元素执行操作。
// 借助于Consumer中的accept(T t) 打印输出
stream03.forEach(str -> System.out.println(str));// 遍历子集合C 打印输出集合中的每个元素
// 再次优化
list.stream().filer(str -> str.contains("1")).filter(str -> str.length() <= 6).forEach(str -> System.out.println(str));
}
}
流式思想概述
整体来看，流式思想类似于工厂中的“生产流水线”。
当需要对多个元素进行操作的时候，尤其是多步操作，考虑到性能以及便利性。首先需要考虑一个"模型"步骤方案。然后按照你设计的步骤方案去执行。
比如你多某中类型的商品进行操作，你需要进行过滤、映射、跳过，计数等操作，这也是我们对集合中的元素操作的步骤，这一套步骤我们称之为一种处理方案，而方案就是一种"函数模型"。
方案中的操作的每一个步骤，我们称之为一个"流",调用指定的api方法，从一个流中转换为另一个流。
都有对应的api方法，filter、map、skip、count都是对函数模型进行操作。
当我们使用一个流的时候，通常需要包含三个基本步骤：①获取一个数据源--->②数据转换---->③执行操作获取想要的结果。每次转换原有的Stream对象，返回一个新的Stream对象。这样我们就可以像链条一样进行操作。
Stream流和以往的Collection集合有所不同。Stream操作有两个基础的特征：
-
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，对中间操作进行优化，比如可以进行延迟执行和短路。
-
内部迭代：以前咱们队集合遍历都是迭代器Iterator或者增强for循环，显式的在集合外部进行迭代。这叫做外部迭代。Stream流提供了内部迭代的方法，这个流可以直接调用遍历的方法。
Stream流 其实是一个集合元素的函数模型，他并不是集合，也不是数据结构。其本身并不存储任何元素(地址值)。
Stream流 是一个来自数据源的元素队列：
-
元素是特定类型的对象，形成一个队列。Java当中的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，也可以是数组等容器。
获取流对象
java.util.stream.Stream<T> 是JDK 1.8引入的新特性，较为常用的接口(本身并不是函数式接口)
获取一个流对象，有以下常见的操作：
-
所有的Collection集合都可以通过stream()默认方法来获取。
-
Stream接口里面含有一个静态方法of也可以获取对应的流对象。
根据Collection集合或者of方法获取流对象
只要是Collection集合的实现类或者子接口都可以调用stream默认方法获取流对象
代码如下：
public static void main(String[] args) {
// 把集合转换为Stream流
List<String> list = new ArrayList<>();
Stream<String> stream1 = list.stream();
HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
Stream<Integer> stream2 = set.stream();
HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
// map中的key存储到一个set中
Set<String> keySet = map.keySet();
Stream<String> stream3 = keySet.stream();
// 把map中的value值存储到一个Collection集合中
Collection<String> values = map.values();
Stream<String> stream4 = values.stream();
// 把map中的key和value值一起存储到entry(键与值的映射)中
Set<Entry<String,String>> entrySet = map.entrySet();
Stream<Entry<String, String>> stream5 = entrySet.stream();
// 把数组转换为Stream流
Stream<Integer> stream6 = Stream.of(1,2,3,4,5,6);
stream6.filter(num -> num > 3).filter(num -> num % 2 == 0).forEach(num ->System.out.println(num));
// 可变参数是一个数组
String[] arr = {"a","b","c","d"};
Stream<String> stream7 = Stream.of(arr);
}
Stream流中的常用方法
流模型中的操作很多，大致上可以把其中的api方法分成两部分：
-
延迟方法：返回值类型都是Stream接口自身，因此可以支持链式操作。
-
终结方法：返回值就不是Stream接口自身，因此不能再进行链式操作。比如：count方法和forEach方法
forEach方法
void forEach(Consumer<T> consumer);// 借助于该函数式接口中的方法accept方法
// Consumer<T> 是一个消费型接口 用来消费一个指定泛型的数据。
代码如下：
public class TestForEach {
public static void main(String[] args) {
// 1. 获取一个数据源
Stream<String> stream = Stream.of("abc","aaa","abd","bcd","ddd");
// 2. 转换数据
// 3. 执行操作获取想要的结果
stream.forEach(str -> {
if (str.contains("a")){
System.out.println(str);
}
});
}
}
// 展示的结果
abc aaa abd
Gof-23
算法
垃圾回收器GC
LocalDate和LocalDateTime
过滤：filter
可以通过filter方法将一个流转换成另外一个子集流。
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate) 返回由与此给定谓词匹配的此流的元素组成的流。
//借助于Predicate函数式接口当中的抽象方法 test(T t) 对数据进行过滤
该方法接收一个函数式接口Predicate，可以使用Lambda表达式进行条件的筛选。
Predicate接口
java.util.stream.Predicate函数式接口。其中唯一的抽象方法
boolean test(T t),该方法会返回布尔类型值，代表指定的条件是否满足，如果条件满足返回true，那么Stream流的方法filter将集合或者数组其中的元素保留下来，如果条件不满足返回false，那么filter方法会舍弃该元素。
代码如下：
public static void main(String[] args) {
// 1、 准备一个数据源
// 获取该数据源
String[] arr = {"小孙","小王","小赵","老王","涂少","老刘"};
// 2. 数据转换
// 使用Stream流中的方法filter，对姓涂的人过滤掉
Stream<String> stream = Stream.of(arr);
Stream<String> stream2 = stream.filter(name -> !name.contains("涂"));
Stream<String> stream3 = stream2.filter(name -> name.startsWith("小"));
stream3.forEach(name ->System.out.println(name));
stream2.filter(name -> !name.contains("少")).forEach(name ->System.out.println(name));
/* Stream流属于管道流，每次只能被消费一次
* 第一个Stream流调用完毕后，数据就会被转换到下一个Stream上
* 而这时第一个Stream流已经使用完毕，就会关闭了。
* 所以第一个Stream就不能再调用方法了。
* 如果你强制调用方法，程序就会抛出非法状态异常
* java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
* stream.filter(name -> !name.contains("涂"))
.filter(name -> name.startsWith("小"))
.forEach(name ->System.out.println(name));
*/
}
映射：map
如果你需要将流中的数据映射到另外一个流中，可以使用map方法。
<R> Stream<R> map(Function<? super T,? extends R> mapper)返回由给定函数应用于此流的元素的结果组成的流。
该方法接收一个函数式接口Function作为方法参数，可以将当前流中的T数据转换成另外一种R类型的数据。
Function接口
java.util.stream.Function函数式接口。其中唯一的抽象方法：
R apply(T t)
// 可以将一种T类型的数据转换成R类型的数据，那么这种转换的动作，我们称之为"映射"。
代码如下：
public static void main(String[] args) {
// 1. 准备一个数据源
// 获取数据源
// 把String字符串的整数-->int类型的整数
Stream<String> stream = Stream.of("123","124","125","126","120");
// 2. 数据转换 把字符串类型的数据转换成int类型的数据 由于Function是一个函数式接口，所以可以使用Lambda表达式
// apply(T t)
// Stream<Integer> stream2 = stream.map(str -> Integer.valueOf(str));
Stream<Integer> stream2 = stream.map((String str) -> {
return Integer.valueOf(str);
});
// 遍历
stream2.forEach(num -> System.out.println(num));
}
统计个数：count
可以像Collection集合当中的size()一样，统计流中的元素个数，通过count方法来实现。
// 返回此流中的元素数。
long count();
该方法返回一个long类型的值代表流中的元素个数(区别于size()返回值int值)
代码如下：
public class Demo01Count {
public static void main(String[] args) {
Stream<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5,6);
// 统计个数
long count = stream.count();
System.out.println(count);// 6
}
}
取用流中前几个：limit
limit()方法可以对流中的数据进行限制--->截取操作，需要一个参数max，设定取用流中前max个数。
Stream<T> limit(long maxSize) //返回由此流的元素组成的流，截短长度不能超过 maxSize 。
参数是一个long类型的，截取的长度不能超过流中最大元素个数；否则不进行操作。
代码如下：
public class Demo02Limit {
public static void main(String[] args){
// 准备一个数据源
// 获取数据源
Stream<Integer> stream = Stream.of(12,13,14,15,16,20,30);
// 想要截取流中的前五个元素
Stream<Integer> stream02 = stream.limit(5);
// 查看流中的元素个数
System.out.println(stream02.count());// 5
}
}
跳过前几个：skip
如果你希望跳过前几个元素，取用后几个元素，可以使用skip方法来实现。
Stream<T> skip(long n) // 在丢弃流的第一个 n元素后，返回由该流的 n元素组成的流。
如果流中的当前个数小于n，你将会得到一个长度为0的空流；反之流中的个数大于n，则会跳过前n个元素。
代码如下：
public static void main(String[] args) {
// 1.
String[] source = {"123","124","125","126","abc","abd","abe"};
Stream<String> stream = Stream.of(source);
// 2. 跳过前3个元素
Stream<String> stream2 = stream.skip(source.length+1);// 空流
// 3.
//stream2.forEach(str -> System.out.println(str));// abc abd abe
long count = stream2.count();
System.out.println(count);// 0
}
组合：concat
如果有两个流，希望合并成一个流，那么可以使用concat静态方法
// 创建一个懒惰连接的流，其元素是第一个流的所有元素，后跟第二个流的所有元素。
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
代码如下：
public class Demo04Concat {
public static void main(String[] args){
// 准备二个数据源
// 获取两次数据源
Stream<Integer> stream = Stream.of(12,13,14,15,16,20,30);
Stream<Integer> stream02 = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7);
// 把两个流合并成一个流
Stream<Integer> stream03 = Stream.concat(stream,stream02);
stream03.forEach(num -> System.out.print(num + " "));
//展示结果： 12,13,14,15,16,20,30,1,2,3,4,5,6,7
}
}
方法引用-->优化Lambda冗余现象
在使用Lambda表达式的时候，实际我们传递的是一段解决问题的代码，给什么参数做什么操作。
Lambda冗余的场景
比如们想要打印一个文本内容。
// 准备一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Printable {
// 定义唯一的抽象方法
public abstract void print(String str);
}
准备一个测试类
public class Demo01Method {
// 定义一个静态的方法,方法的参数传递一个函数式接口
public static void printString(Printable p) {
p.print("Hello World");
}
public static void main(String[] args) {
// 传统的Lambda表达式写法
printString((String str) -> {
System.out.println(str.toUpperCase());// Hello World ---->HELLO WORLD
/*Demo02Method method = new Demo02Method();
method.pringUpperCaseString(str);// HELLO WORLD
*/ });
// 打印流对象已经确定
PrintStream printStream = System.out;
// 通过对象来引用对应的成员方法
printString(printStream::println);
/*
* 使用方法引用优化Lambda
* 对象已经是存在的method
* 成员方法也是已经存在的pringUpperCaseString
* 所以我们就可以使用对象名来来引用成员方法
*
*/
//首先必须是对象已经存在
Demo02Method method = new Demo02Method();
printString(method::pringUpperCaseString);// HELLO WORLD
}
}
在测试类中，定义一个静态方法，静态方法传递一个函数式接口Printable，函数式接口当中定义了唯一一个抽象方法print,这个print方法接收一个字符串参数，目的就是为了打印接收的字符串参数。通常我们可以使用Lambda表达式来说实现以上需求，
但是经过我们观察，对字符串进行控制台打印输出的操作方案中，明明已经有了现成的执行方案，System.out对象中有一个方法println(String str)，所以我们可以直接通过对象名来引用该方法println来实现在控制台打印输出字符串内容。
// 打印流对象已经确定
PrintStream printStream = System.out;
// 通过对象来引用对应的成员方法
printString(printStream::println);
注意：其中的双冒号::写法，被称之为“方法引用”，两个冒号是一种新语法。
方法引用符号
双冒号:: 也被归置为引用运算符，
使用方法引用的使用场景
通过对象名引用成员方法
// 先准备一个类，类中需要定义一个成员方法
public class Demo02Method {
// 定义一个成员方法，传递一个字符串，把字符串转换为大写输出
public void pringUpperCaseString(String str) {
System.out.println(str.toUpperCase());
}
}
// 准备一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Printable {
// 定义唯一的抽象方法
public abstract void print(String str);
}
// 准备测试类
public class Demo01Method {
// 定义一个静态的方法,方法的参数传递一个函数式接口
public static void printString(Printable p) {
p.print("Hello World");
}
public static void main(String[] args) {
/*
* 使用方法引用优化Lambda
* 对象已经是存在的method
* 成员方法也是已经存在的pringUpperCaseString
* 所以我们就可以使用对象名来引用成员方法
*/
//首先必须是对象已经存在
Demo02Method method = new Demo02Method();
printString(method::pringUpperCaseString);// HELLO WORLD
}
}
通过类名引用静态方法
比如：java.lang.Math 类中存放的都是静态方法
// 定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Demo01MathStaticMethod {
// 定义一个抽象方法
double calculateAbs(double d);
}
// 定义一个测试类
public class Dem02MethodStatic {
// 定义一个静态方法，该方法中传递一个函数式接口,再次传递一个浮点数
public static double calc(double d,Demo01MathStaticMethod math) {
return math.calculateAbs(d);
}
public static void main(String[] args) {
// 传统的Lambda表达式写法
double num = calc(-3.14, (d) -> {
return Math.abs(d);
});
System.out.println(num);// 3.14
/*
* 使用方法引用进行优化Lambda
* 首先类名已经确定的
* 类中定义的静态方法是已经确定的
* 使用类名引用类中的静态方法
*/
double d = calc(-3.14, Math::abs);
System.out.println(d);// 3.14
}
}
备注：
Lambda表达式写法：
d -> Math.abs(d) 方法引用写法:
Math::abs这两种写法是等价的。
通过super来引用成员方法
如果存在继承关系，当Lambda中需要使用super调用时，也可以使用方法引用来优化Lambda表达式。
// 定义一个父类
public class Animal {
// 定义一个成员方法 交流的方法
public void talk() {
System.out.println("hello 我是一只动物！");
}
}
// 定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface Meet {
// 定义一个抽象方法 见面的方法
void meet();
}
// 定义一个子类
public class Cat extends Animal{
@Override
public void talk() {
System.out.println("hello 我是一只猫！");
}
// 定义一个方法 方法的参数传递一个函数式接口Meet
public void meet(Meet m){
m.meet();
}
// 定义一个成员方法 沟通的方法
public void commun() {
// 传统的Lambda表达式写法
meet(() -> {
// 创建父类的对象
// 调用父类的方法
Animal animal = new Animal();
animal.talk();
});
// 使用父类当中的方法 直接用super来调用
meet(() -> super.talk());
/*
* 使用super关键字来引用成员方法
* super已经存在的
* 父类当中的成员方法talk已经存在的
* 可以使用super引用父类当中的成员方法
*
*/
// 优化的结果
meet(super::talk);
}
public static void main(String[] args) {
new Cat().commun();
}
}
通过this来引用本类当中的成员方法
this指代当前对象，如果需要引用的方法就是本类当中的成员方法，那么可以使用this::成员方法格式来优化Lambda表达式
@FunctionalInterface
public interface Study {
// 定义一个学习的抽象方法
void study();
}
// 定义一个学生类
public class Student {
// 定义一个成员方法，方法的参数传递一个函数式接口Study
public void study(Study s) {
s.study();
}
// 定义一个work方法
public void work() {
System.out.println("我学习我快乐！");
}
// 定义一个成员方法快乐的方法
public void toHappy() {
// 传统的Lambda表达式
study(() -> {
// 创建对象
Student student = new Student();
student.work();
});
// 使用this关键字优化Lambda
//study(s);
//Student student = new Student();
study(this::work);
}
public static void main(String[] args) {
new Student().toHappy();
}
}
类的构造器引用
由于构造器的名称与类名完全一样，所以构造器的引用使用类名称::new的格式来表示
// 定义一个Model类
public class Person {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Person() {
}
public Person(String name) {
super();
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + "]";
}
}
//定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface PersonCreate {
// 定义一个抽象方法
Person createPerson(String name);
}
public class TestConstructorMethod {
//定义一个方法，传入一个函数式接口PersonCreate,再传入一个字符串name
public static void printPersonName(String name,PersonCreate create) {
System.out.println(create.createPerson(name).getName());
}
public static void main(String[] args) {
// 使用传统的Lambda表达
printPersonName("小孙", name -> new Person(name));
// 使用构造器来优化Lambda表达式
printPersonName("小孙", Person::new);
/*
*Lambda表达式 name -> new Person(name)
*方法引用: Person::new
*
*/
}
}
数组的构造器引用
数组也是Object的子类对象，所以同样具有构造器，只不过语法稍微有点区别。
// 定义一个函数式接口
@FunctionalInterface
public interface BuildArrays {
// 定义唯一的抽象方法
int[] buildArrays(int length);
}
// 定义测试类
public class Demo01ArraysConstructorMethod {
// 定义一个方法，方法中传递一个函数式接口，还要传递一个数组的长度
public static int[] buildArrays(int length,BuildArrays buildArrays) {
return buildArrays.buildArrays(length);
}
public static void main(String[] args) {
// 先用Lambda表达式来操作
int[] arr01 = buildArrays(10, length -> new int[length]);
System.out.println(arr01.length);// 10
// 数组的构造器引用来优化Lambda表达式
int[] arr02 = buildArrays(10, int[]::new);
System.out.println(arr02.length);// 10
/*
* Lambda表达式：length -> new int[length]
* 方法引用：int[]::new
* 这两种写法是等价的
*
*/
}
}
为什么？
推导与省略
如果使用Lambda，那么根据"可推导就可以省略原则",无序指定参数类型，也无需指定的重写的形式--->它们可以被推导出来，所以就可以省略掉。能够使用方法引用，同样也是可以根据上下文进行推导。
函数式接口是Lambda的基础，而方法引用是Lambda的优化品。
