Java8新特性之Stream流（含具体案例）
Java8新特性之Stream流（含具体案例）
一、概述
Stream 流是 Java 8 新提供给开发者的一组操作集合的 API，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。元素流在管道中经过中间操作（intermediate operation）的处理，最后由终端操作 (terminal operation) 得到前面处理的结果。Stream 流可以极大的提高开发效率，也可以使用它写出更加简洁明了的代码。我自从接触过 Stream 流之后，可以说对它爱不释手。
二、Stream的创建
Stream可以通过集合数组创建。
1、通过 java.util.Collection.stream() 方法用集合创建流
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
// 创建一个顺序流
Stream<String> stream = list.stream();
// 创建一个并行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();2、使用java.util.Arrays.stream(T[] array)方法用数组创建流
int[] array={1,3,5,7,9};
IntStream stream = Arrays.stream(array);3、使用Stream的静态方法：of()、iterate()、generate()
Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
Stream<Integer> stream2 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 3).limit(4);
stream2.forEach(System.out::println);
Stream<Double> stream3 = Stream.generate(Math::random).limit(3);
stream3.forEach(System.out::println);输出结果：
0 3 6 9
0.6796156909271994
0.1914314208854283
0.8116932592396652stream和parallelStream的简单区分：
stream是顺序流，由主线程按顺序对流执行操作，而parallelStream是并行流，内部以多线程并行执行的方式对流进行操作，但前提是流中的数据处理没有顺序要求。如果流中的数据量足够大，并行流可以加快处速度。除了直接创建并行流，还可以通过parallel()把顺序流转换成并行流：
Optional<Integer> findFirst = list.stream().parallel().filter(x->x>6).findFirst();
三、Stream的使用（具体案例）
案例中用到的员工类：
/**
* @description: 员工
* @author: admin
*/
@Data
public class Person {
/*** 姓名*/
private String name;
/*** 薪资*/
private Integer salary;
/*** 年龄*/
private Integer age;
/*** 性别*/
private String sex;
/*** 地区*/
private String area;
public Person(String name, Integer salary, Integer age, String sex, String area) {
this.name = name;
this.salary = salary;
this.age = age;
this.sex = sex;
this.area = area;
}
}1.遍历/匹配（foreach/find/match）
Stream也是支持类似集合的遍历和匹配元素的，只是Stream中的元素是以Optional类型存在的。Stream的遍历、匹配非常的简单。
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 3, 8, 2, 1);
// 遍历输出符合条件的元素
List<Integer> collect = list.stream().filter(x -> x > 6).collect(Collectors.toList());
// 匹配第一个
Optional<Integer> findFirst = list.stream().filter(x -> x > 6).findFirst();
// 匹配任意（适用于并行流）
Optional<Integer> findAny = list.parallelStream().filter(x -> x > 6).findAny();
// 是否包含符合特定条件的元素
boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(x -> x > 6);
System.out.println("大于6的值：" + collect);
System.out.println("匹配第一个值：" + findFirst.get());
System.out.println("匹配任意一个值：" + findAny.get());
System.out.println("是否存在大于6的值：" + anyMatch);
}结果：
2.筛选（filter）
筛选，是按照一定的规则校验流中的元素，将符合条件的元素提取到新的流中的操作。
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "四川"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
// 筛选出工作高于3000的员工
List<String> list = personList.stream().filter(p -> p.getSalary() > 3000).map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
System.out.println("薪资高于3000元的员工：" + list);
}结果：
3.聚合（max/min/count)
max、min、count这些大家都不陌生，在mysql中我们常用它们进行数据运算和统计。Java stream中也引入了这些概念和用法，极大地方便了我们对集合、数组的数据统计工作。
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "四川"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
// 获取工资最高的员工
Optional<Person> max = personList.stream().max(Comparator.comparingInt(Person::getSalary));
System.out.println("员工工资最大值：" + max.get().getSalary());
// 计算工资大于2000的有多少人
long count = personList.stream().filter(p -> p.getSalary() > 2000).count();
System.out.println("工资大于2000元的人数：" + count);
// 计算所有员工工资总和
int sum = personList.stream().mapToInt(Person::getSalary).sum();
System.out.println("所有员工工资总和：" + sum);
}结果：
4.映射(map/flatMap)
映射，可以将一个流的元素按照一定的映射规则映射到另一个流中。分为map和flatMap：
map：接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。flatMap：接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流。
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "四川"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
// 将员工工作全部增加10000元
// 1、方式一：不改变原来员工集合
List<Person> personListNew = personList.stream().map(person -> {
Person personNew = new Person(person.getName(), 0, 0, null, null);
personNew.setSalary(person.getSalary() + 10000);
return personNew;
}).collect(Collectors.toList());
System.out.println("一次改动前：" + personList.get(0).getName() + ">>>" + personList.get(0).getSalary());
System.out.println("一次改动后：" + personListNew.get(0).getName() + ">>>" + personListNew.get(0).getSalary());
// 2、方式二：改变原来员工集合的方式
List<Person> personListNew2 = personList.stream().map(person -> {
person.setSalary(person.getSalary() + 10000);
return person;
}).collect(Collectors.toList());
System.out.println("二次改动前：" + personList.get(0).getName() + ">>>" + personListNew.get(0).getSalary());
System.out.println("二次改动后：" + personListNew2.get(0).getName() + ">>>" + personListNew.get(0).getSalary());
// 将两个字符数组合并成一个新的字符数组
List<String> list = Arrays.asList("Hello", "World");
Stream<String> map = list.stream().map(s -> s.split("")).flatMap(Arrays::stream);
map.forEach(System.out::print);
System.out.println();
// 给定两个数字列表 获取所有的数对
List<Integer> numbers1 = Arrays.asList(1, 2, 3);
List<Integer> numbers2 = Arrays.asList(3, 4);
// flatMap升维度
List<int[]> pairs = numbers1.stream().flatMap(x -> numbers2.stream().map(y -> new int[] { x, y }))
.collect(Collectors.toList());
for (int[] pair : pairs) {
System.out.print(Arrays.toString(pair));
}
}结果：
5.归约(reduce)
归约，也称缩减，顾名思义，是把一个流缩减成一个值，能实现对集合求和、求乘积和求最值操作。
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "四川"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
// 求所有员工的工资之和、最高工资
// 求工资之和方法1：
Optional<Integer> sumSalary = personList.stream().map(Person::getSalary).reduce(Integer::sum);
// 求工资之和方法2：
Integer sumSalary2 = personList.stream().reduce(0, (sum, p) -> sum += p.getSalary(), Integer::sum);
// 求最高工资方法1：
Integer maxSalary = personList.stream().reduce(0, (max, p) -> max > p.getSalary() ? max : p.getSalary(), Integer::max);
// 求最高工资方法2：
Integer maxSalary2 = personList.stream().reduce(0, (max, p) -> max > p.getSalary() ? max : p.getSalary(), (max1, max2) -> max1 > max2 ? max1 : max2);
// 求最高工资方法3：
Integer maxSalary3 = personList.stream().map(Person::getSalary).reduce(Integer::max).get();
System.out.println("工资之和，方法1：" + sumSalary);
System.out.println("工资之和，方法2：" + sumSalary2);
System.out.println("最高工资，方法1：" + maxSalary);
System.out.println("最高工资，方法2：" + maxSalary2);
System.out.println("最高工资，方法3：" + maxSalary3);
}结果：
6.收集(collect)
collect，收集，可以说是内容最繁多、功能最丰富的部分了。从字面上去理解，就是把一个流收集起来，最终可以是收集成一个值也可以收集成一个新的集合。
collect主要依赖java.util.stream.Collectors类内置的静态方法。
6.1归集(toList/toSet/toMap)
因为流不存储数据，那么在流中的数据完成处理后，需要将流中的数据重新归集到新的集合里。toList、toSet和toMap比较常用，另外还有toCollection、toConcurrentMap等复杂一些的用法。
下面用一个案例演示toList、toSet和toMap：
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = Arrays.asList(1, 3, 4, 8, 6, 2, 20, 13);
List<Integer> list1 = list.stream().filter(a -> a % 2 == 0).collect(Collectors.toList());
Set<Integer> list2 = list.stream().filter(a -> a % 2 == 0).collect(Collectors.toSet());
System.out.println("被2整除的list集合" + list1);
System.out.println("被2整除的set集合" + list2);
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "四川"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
// 工资大于3000元的员工
Map<String, Integer> map = personList.stream().filter(person -> person.getSalary() > 3000).collect(Collectors.toMap(Person::getName, person -> person.getSalary()));
System.out.println("工资大于3000元的员工:" + map);
}结果：
6.2统计(count/averaging)
Collectors提供了一系列用于数据统计的静态方法：
计数：count
平均值：averagingInt、averagingLong、averagingDouble
最值：maxBy、minBy
求和：summingInt、summingLong、summingDouble
统计以上所有：summarizingInt、summarizingLong、summarizingDouble
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "四川"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
// 统计员工人数、平均工资、工资总额、最高工资
// 员工总人数
long count = personList.stream().count();
// 平均工资
Double average = personList.stream().collect(Collectors.averagingDouble(Person::getSalary));
// 最高工资
Optional<Integer> max = personList.stream().map(Person::getSalary).max(Integer::compare);
// 工资之和
int sum = personList.stream().mapToInt(Person::getSalary).sum();
// 一次性统计所有信息
DoubleSummaryStatistics collect = personList.stream().collect(Collectors.summarizingDouble(Person::getSalary));
System.out.println("员工总人数：" + count);
System.out.println("员工平均工资：" + average);
System.out.println("员工工资总和：" + sum);
System.out.println("员工工资所有统计：" + collect);
}结果：
6.3分组(partitioningBy/groupingBy)
- 分区：将
stream按条件分为两个Map，比如员工按薪资是否高于8000分为两部分。 - 分组：将集合分为多个Map，比如员工按性别分组。有单级分组和多级分组。
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "合肥"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
// 按薪资高于3000分组
Map<Boolean, List<Person>> salaryGroup = personList.stream().collect(Collectors.partitioningBy(p -> p.getSalary() > 3000));
List<Person> group1 = salaryGroup.get(true);
List<Person> group2 = salaryGroup.get(false);
for (Person person : group1) {
System.out.println("薪资高于3000元组：" + person);
}
for (Person person : group2) {
System.out.println("薪资低于3000元组：" + person);
}
// 按性别分组
Map<String, List<Person>> sexGroup = personList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex));
List<Person> group3 = sexGroup.get("男");
List<Person> group4 = sexGroup.get("女");
for (Person person : group3) {
System.out.println("男子组：" + person);
}
for (Person person : group4) {
System.out.println("女子组：" + person);
}
// 将员工先按性别分组，再按地区分组
Map<String, Map<String, List<Person>>> group = personList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex, Collectors.groupingBy(Person::getArea)));
Map<String, List<Person>> manGroup = group.get("男");
Map<String, List<Person>> womenGroup = group.get("女");
List<Person> group5 = manGroup.get("合肥");
List<Person> group6 = womenGroup.get("上海");
System.out.println("地区在合肥的男子组：" + group5);
System.out.println("地区在上海的女子组：" + group6);
}结果：
6.4接合(joining)
joining可以将stream中的元素用特定的连接符（没有的话，则直接连接）连接成一个字符串。
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 1000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 2000, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 3000, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 4000, 22, "男", "合肥"));
personList.add(new Person("孙七", 5000, 25, "女", "上海"));
String persons = personList.stream().map(p -> p.getName() + "-" + p.getSex() + "-" + p.getSalary()).collect(Collectors.joining(","));
System.out.println("所有员工信息：" + persons);
}结果：
6.5归约(reducing)
Collectors类提供的reducing方法，相比于stream本身的reduce方法，增加了对自定义归约的支持。
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 6000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 6500, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 7300, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 8000, 22, "男", "合肥"));
personList.add(new Person("孙七", 9860, 25, "女", "上海"));
// 每个员工减去起征点后的薪资之和（这里个税的算法并不正确，但没想到更好的例子）
Integer sum = personList.stream().map(Person::getSalary).reduce(0, (i, j) -> (i + j - 5000));
System.out.println("员工扣税薪资总和：" + sum);
// stream的reduce
Optional<Integer> sum2 = personList.stream().map(Person::getSalary).reduce(Integer::sum);
System.out.println("员工薪资总和：" + sum2.get());
}结果：
7.排序(sorted)
sorted，中间操作。有两种排序：
- sorted()：自然排序，流中元素需实现Comparable接口
- sorted(Comparator com)：Comparator排序器自定义排序
public static void main(String[] args) {
List<Person> personList = new ArrayList<>();
personList.add(new Person("张三", 16000, 20, "男", "北京"));
personList.add(new Person("李四", 8500, 21, "男", "南京"));
personList.add(new Person("王五", 7300, 20, "女", "合肥"));
personList.add(new Person("赵六", 8000, 22, "男", "合肥"));
personList.add(new Person("孙七", 15860, 25, "女", "上海"));
// 按工资升序排序（自然排序）
List<String> newList = personList.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getSalary)).map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
// 按工资倒序排序
List<String> newList2 = personList.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getSalary).reversed()).map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
// 先按工资再按年龄升序排序
List<String> newList3 = personList.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getSalary).thenComparing(Person::getAge)).map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
// 先按工资再按年龄自定义排序（降序）
List<String> newList4 = personList.stream().sorted((p1, p2) -> {
if (p1.getSalary().equals(p2.getSalary())) {
return p2.getAge() - p1.getAge();
} else {
return p2.getSalary() - p1.getSalary();
}
}).map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
System.out.println("按工资升序排序：" + newList);
System.out.println("按工资降序排序：" + newList2);
System.out.println("先按工资再按年龄升序排序：" + newList3);
System.out.println("先按工资再按年龄自定义降序排序：" + newList4);
}结果：
8.提取/组合
流也可以进行合并、去重、限制、跳过等操作。
public static void main(String[] args) {
String[] arr1 = {"a", "b", "c", "d"};
String[] arr2 = {"d", "e", "f", "g"};
Stream<String> stream1 = Stream.of(arr1);
Stream<String> stream2 = Stream.of(arr2);
// concat:合并两个流 distinct：去重
List<String> newList = Stream.concat(stream1, stream2).distinct().collect(Collectors.toList());
// limit：限制从流中获得前n个数据
List<Integer> collect = Stream.iterate(1, x -> x + 2).limit(10).collect(Collectors.toList());
// skip：跳过前n个数据
List<Integer> collect2 = Stream.iterate(1, x -> x + 2).skip(1).limit(5).collect(Collectors.toList());
System.out.println("流合并：" + newList);
System.out.println("limit：" + collect);
System.out.println("skip：" + collect2);
}结果：
