使用流式编程和lambda表达式实现java遍历文件目录

一、需求

　　遍历目录是操作文件时的一个常见需求。比如写一个程序，需要找到并处理指定目录下的所有JS文件时，就需要遍历整个目录。该项目使用流式编程和lambda表达式，帮助你进一步熟悉java8特性，并且通过它实现目录遍历。

二、项目源代码

package com.wordcount.demo;

import java.io.File;
import java.nio.file.FileSystems;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.util.Scanner;

/**
 * 遍历目录是操作文件时的一个常见需求。比如写一个程序，需要找到并处理指定目录下的所有JS文件时，
 * 就需要遍历整个目录。该项目教会你如何使用流式编程和lambda表达式， 帮助你进一步熟悉java8特性，并且通过它实现目录遍历。
 * 
 * @author Administrator
 */
public class DirFile {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入文件的绝对路径:");
        String path = sc.next();
        // String EndName = sc.next();
        oldMethod(path);
        System.out.println("----------");
        newMethod(path);
    }
    //传统方法-用递归处理
    public static void oldMethod(String path) {
        if (new File(path).isDirectory()) {
            String[] childs = new File(path).list();
            for (String child : childs) {

                oldMethod(path + "\\" + child);
                System.out.println(path + "\\" + child);
            }
        }
    }
    //利用Stream流式和lambda表达式完成
    public static void newMethod(String path) throws Exception {
        Path start = FileSystems.getDefault().getPath(path);
        Files.walk(start).filter(childpath -> childpath.toFile().isFile())
                // .filter(path -> path.toString().endsWith(EndName))
                .forEach(System.out::println);
    }
}

 

三、项目知识点学习

　　1、File工具类基础

　　　　构造方法

public File(String pathname){}  
在pathname路径下创建文件对象
public File(String path,String name){}
在path参数指定的目录中创建具有给定名字的File对象，如果path为null，构造器将使用当前目录创建对象
public File(File dir, String name){}
File对象dir表示一个目录，在dir参数指定的目录中创建具有给定名字的File对象，如果dir为null，
构造器将使用当前目录创建对象

　　File类的方法：http://www.runoob.com/java/java-file.html

　　2、流式编程Stream?

　　Stream 不是集合元素，它不是数据结构并不保存数据，它是有关算法和计算的，它更像一个高级版本的 Iterator。原始版本的 Iterator，用户只能显式地一个一个遍历元素并对其执行某些操作；高级版本的 Stream，用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作，比如 “过滤掉长度大于 10 的字符串”、“获取每个字符串的首字母”等，Stream 会隐式地在内部进行遍历，做出相应的数据转换。
　　Stream 就如同一个迭代器（Iterator），单向，不可往复，数据只能遍历一次，遍历过一次后即用尽了，就好比流水从面前流过，一去不复返。而和迭代器又不同的是，Stream 可以并行化操作，迭代器只能命令式地、串行化操作。顾名思义，当使用串行方式去遍历时，每个 item 读完后再读下一个 item。而使用并行去遍历时，数据会被分成多个段，其中每一个都在不同的线程中处理，然后将结果一起输出。Stream 的并行操作依赖于 Java7 中引入的 Fork/Join 框架（JSR166y）来拆分任务和加速处理过程。

　　Stream是用函数编程的方式在集合类上进行复杂操作的工具

　　3、流的知识

　　当我们使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：

　　获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操作获取想要的结果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道，如下图所示。

　　　　　　　　

 

　　有多种方式生成 Stream Source：

　　从 Collection 和数组
　　　　Collection.stream()
　　　　Collection.parallelStream()
　　　　Arrays.stream(T array) or Stream.of()
　　从 BufferedReader
　　　　java.io.BufferedReader.lines()
　　静态工厂
　　　　java.util.stream.IntStream.range()
　　　　java.nio.file.Files.walk()
　　自己构建
　　　　java.util.Spliterator
　　其它
　　　　Random.ints()
　　　　BitSet.stream()
　　　　Pattern.splitAsStream(java.lang.CharSequence)
　　　　JarFile.stream()

 

　　流的操作类型分为两种：

• Intermediate：一个流可以后面跟随零个或多个 intermediate 操作。其目的主要是打开流，做出某种程度的数据映射/过滤，然后返回一个新的流，交给下一个操作使用。这类操作都是惰性化的（lazy），就是说，仅仅调用到这类方法，并没有真正开始流的遍历。
• Terminal：一个流只能有一个 terminal 操作，当这个操作执行后，流就被使用“光”了，无法再被操作。所以这必定是流的最后一个操作。Terminal 操作的执行，才会真正开始流的遍历，并且会生成一个结果，或者一个 side effect。

在这里用的操作：

　　filter

filter 对原始 Stream 进行某项测试，通过测试的元素被留下来生成一个新 Stream。

Integer[] sixNums = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
Integer[] evens =
Stream.of(sixNums).filter(n -> n%2 == 0).toArray(Integer[]::new);

经过条件“被 2 整除”的 filter，剩下的数字为 {2, 4, 6}。（留下偶数）

List<String> output = reader.lines().
 flatMap(line -> Stream.of(line.split(REGEXP))).
 filter(word -> word.length() > 0).
 collect(Collectors.toList());

这段代码首先把每行的单词用 flatMap 整理到新的 Stream，然后保留长度不为 0 的，就是整篇文章中的全部单词了。（把单词挑出来）

forEach

forEach 方法接收一个 Lambda 表达式，然后在 Stream 的每一个元素上执行该表达式。

// Java 8
roster.stream()
 .filter(p -> p.getGender() == Person.Sex.MALE)
 .forEach(p -> System.out.println(p.getName()));
// Pre-Java 8
for (Person p : roster) {
 if (p.getGender() == Person.Sex.MALE) {
 System.out.println(p.getName());
 }
}

对一个人员集合遍历，找出男性并打印姓名。可以看出来，forEach 是为 Lambda 而设计的，保持了最紧凑的风格。而且 Lambda 表达式本身是可以重用的，非常方便。当需要为多核系统优化时，可以 parallelStream().forEach()，只是此时原有元素的次序没法保证，并行的情况下将改变串行时操作的行为，此时 forEach 本身的实现不需要调整，而 Java8 以前的 for 循环 code 可能需要加入额外的多线程逻辑。（打印姓名）

 

总之，Stream 的特性可以归纳为：

• 不是数据结构

• 它没有内部存储，它只是用操作管道从 source（数据结构、数组、generator function、IO channel）抓取数据。
• 它也绝不修改自己所封装的底层数据结构的数据。例如 Stream 的 filter 操作会产生一个不包含被过滤元素的新 Stream，而不是从 source 删除那些元素。

• 所有 Stream 的操作必须以 lambda 表达式为参数
• 不支持索引访问

• 你可以请求第一个元素，但无法请求第二个，第三个，或最后一个。不过请参阅下一项。

• 很容易生成数组或者 List
• 惰性化

• 很多 Stream 操作是向后延迟的，一直到它弄清楚了最后需要多少数据才会开始。
• Intermediate 操作永远是惰性化的。

• 并行能力

• 当一个 Stream 是并行化的，就不需要再写多线程代码，所有对它的操作会自动并行进行的。

• 可以是无限的
  • 集合有固定大小，Stream 则不必。limit(n) 和 findFirst() 这类的 short-circuiting 操作可以对无限的 Stream 进行运算并很快完成。 　　

　　

　　4、lambda表达式

　　Lambda 表达式，也可称为闭包，它是推动 Java 8 发布的最重要新特性。
　　Lambda 允许把函数作为一个方法的参数（函数作为参数传递进方法中）。
　　使用 Lambda 表达式可以使代码变的更加简洁紧凑。

以下是lambda表达式的重要特征:

• 可选类型声明：不需要声明参数类型，编译器可以统一识别参数值。
• 可选的参数圆括号：一个参数无需定义圆括号，但多个参数需要定义圆括号。
• 可选的大括号：如果主体包含了一个语句，就不需要使用大括号。
• 可选的返回关键字：如果主体只有一个表达式返回值则编译器会自动返回值，大括号需要指定明表达式返回了一个数值。

使用 Lambda 表达式需要注意以下两点：

• Lambda 表达式主要用来定义行内执行的方法类型接口，例如，一个简单方法接口。在上面例子中，我们使用各种类型的Lambda表达式来定义MathOperation接口的方法。然后我们定义了sayMessage的执行。
• Lambda 表达式免去了使用匿名方法的麻烦，并且给予Java简单但是强大的函数化的编程能力。

lambda表达式示例：

public class Java8Tester {
   public static void main(String args[]){
      Java8Tester tester = new Java8Tester();
        
      // 类型声明
      MathOperation addition = (int a, int b) -> a + b;
        
      // 不用类型声明
      MathOperation subtraction = (a, b) -> a - b;
        
      // 大括号中的返回语句
      MathOperation multiplication = (int a, int b) -> { return a * b; };
        
      // 没有大括号及返回语句
      MathOperation division = (int a, int b) -> a / b;
        
      System.out.println("10 + 5 = " + tester.operate(10, 5, addition));
      System.out.println("10 - 5 = " + tester.operate(10, 5, subtraction));
      System.out.println("10 x 5 = " + tester.operate(10, 5, multiplication));
      System.out.println("10 / 5 = " + tester.operate(10, 5, division));
        
      // 不用括号
      GreetingService greetService1 = message ->
      System.out.println("Hello " + message);
        
      // 用括号
      GreetingService greetService2 = (message) ->
      System.out.println("Hello " + message);
        
      greetService1.sayMessage("Runoob");
      greetService2.sayMessage("Google");
   }
    
   interface MathOperation {
      int operation(int a, int b);
   }
    
   interface GreetingService {
      void sayMessage(String message);
   }
    
   private int operate(int a, int b, MathOperation mathOperation){
      return mathOperation.operation(a, b);
   }
}