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Java8中Stream详细用法归纳

WBOY
发布: 2022-10-05 09:00:27
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本篇文章给大家带来了关于java的相关知识,其中主要介绍了关于stream详细用法的相关问题,版本新增的stream,配合同版本出现的lambda ,给我们操作集合(collection)提供了极大的便利,下面一起来看一下,希望对大家有帮助。

Java8中Stream详细用法归纳

推荐学习:《java视频教程

一、概述

Java 8 是一个非常成功的版本,这个版本新增的Stream,配合同版本出现的Lambda ,给我们操作集合(Collection)提供了极大的便利。Stream流是JDK8新增的成员,允许以声明性方式处理数据集合,可以把Stream流看作是遍历数据集合的一个高级迭代器。Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念,它可以指定你希望对集合进行的操作,可以执行非常复杂的查找/筛选/过滤、排序、聚合和映射数据等操作。使用Stream API 对集合数据进行操作,就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简而言之,Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

1、使用流的好处

代码以声明性方式书写,说明想要完成什么,而不是说明如何完成一个操作。
可以把几个基础操作连接起来,来表达复杂的数据处理的流水线,同时保持代码清晰可读。

2、流是什么?

从支持数据处理操作的源生成元素序列.数据源可以是集合,数组或IO资源。

从操作角度来看,流与集合是不同的. 流不存储数据值; 流的目的是处理数据,它是关于算法与计算的。

如果把集合作为流的数据源,创建流时不会导致数据流动; 如果流的终止操作需要值时,流会从集合中获取值; 流只使用一次。

流中心思想是延迟计算,流直到需要时才计算值。
图片
Stream可以由数组或集合创建,对流的操作分为两种:

中间操作,每次返回一个新的流,可以有多个。

终端操作,每个流只能进行一次终端操作,终端操作结束后流无法再次使用。终端操作会产生一个新的集合或值。

特性:

不是数据结构,不会保存数据。

不会修改原来的数据源,它会将操作后的数据保存到另外一个对象中。(保留意见:毕竟peek方法可以修改流中元素)

惰性求值,流在中间处理过程中,只是对操作进行了记录,并不会立即执行,需要等到执行终止操作的时候才会进行实际的计算。

二、分类

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无状态:指元素的处理不受之前元素的影响;

有状态:指该操作只有拿到所有元素之后才能继续下去。

非短路操作:指必须处理所有元素才能得到最终结果;

短路操作:指遇到某些符合条件的元素就可以得到最终结果,如 A || B,只要A为true,则无需判断B的结果。

三、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();</string></string></string>
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2、使用 java.util.Arrays.stream(T[]array)方法用数组创建流

int[] array={1,3,5,6,8};IntStream stream = Arrays.stream(array);
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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) -&gt; x + 3).limit(4);stream2.forEach(System.out::println);
 Stream<double> stream3 = Stream.generate(Math::random).limit(3);stream3.forEach(System.out::println);</double></integer></integer>
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输出结果:

0 3 6 90.67961569092719940.19143142088542830.8116932592396652
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stream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。例如筛选集合中的奇数,两者的处理不同之处:
图片
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-&gt;x&gt;6).findFirst();</integer>
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四、Stream API简介

在这里插入图片描述
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先贴上几个案例,水平高超的同学可以挑战一下:从员工集合中筛选出salary大于8000的员工,并放置到新的集合里。统计员工的最高薪资、平均薪资、薪资之和。将员工按薪资从高到低排序,同样薪资者年龄小者在前。将员工按性别分类,将员工按性别和地区分类,将员工按薪资是否高于8000分为两部分。用传统的迭代处理也不是很难,但代码就显得冗余了,跟Stream相比高下立判。
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前提:员工类

static List<person> personList = new ArrayList<person>();private static void initPerson() {
    personList.add(new Person("张三", 8, 3000));
    personList.add(new Person("李四", 18, 5000));
    personList.add(new Person("王五", 28, 7000));
    personList.add(new Person("孙六", 38, 9000));}</person></person>
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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、匹配非常简单。

// import已省略,请自行添加,后面代码亦是
 
public class StreamTest {
  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.stream().filter(x -&gt; x &gt; 6).forEach(System.out::println);
        // 匹配第一个
        Optional<integer> findFirst = list.stream().filter(x -&gt; x &gt; 6).findFirst();
        // 匹配任意(适用于并行流)
        Optional<integer> findAny = list.parallelStream().filter(x -&gt; x &gt; 6).findAny();
        // 是否包含符合特定条件的元素
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(x -&gt; x <h3>2、按条件匹配filter</h3>
<p><img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/067/c32799257ddfee7ae65dfaf7bce4b27c-5.png" alt="在这里插入图片描述"></p>
<p><strong>(1)筛选员工中已满18周岁的人,并形成新的集合</strong></p>
<pre class="brush:php;toolbar:false">/**
 * 筛选员工中已满18周岁的人,并形成新的集合
 * @思路
 * List<person> list = new ArrayList<person>();
 * for(Person person : personList) {
 *     if(person.getAge() &gt;= 18) {
 *          list.add(person);
 *     }
 * }
 */
private static void filter01() {
    initPerson();
    List<person> collect = personList.stream().filter(x -&gt; x.getAge()&gt;=18).collect(Collectors.toList());
    System.out.println(collect);}</person></person></person>
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在这里插入图片描述
(2)自定义条件匹配
图片

3、聚合max、min、count

图片

(1)获取String集合中最长的元素

/**
 * 获取String集合中最长的元素
 * @思路
 * List<string> list = Arrays.asList("zhangsan", "lisi", "wangwu", "sunliu");
 * String max = "";
 * int length = 0;
 * int tempLength = 0;
 * for(String str : list) {
 *     tempLength = str.length();
 *     if(tempLength &gt; length) {
 *         length  = str.length();
 *         max = str;
 *      }
 * }
 * @return zhangsan
 */
private static void test02() {
    List<string> list = Arrays.asList("zhangsan", "lisi", "wangwu", "sunliu");
    Comparator super String&gt; comparator = Comparator.comparing(String::length);
    Optional<string> max = list.stream().max(comparator);
    System.out.println(max);}</string></string></string>
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(2)获取Integer集合中的最大值

//获取Integer集合中的最大值
private static void test05() {
    List<integer> list = Arrays.asList(1, 17, 27, 7);
    Optional<integer> max = list.stream().max(Integer::compareTo);
    // 自定义排序
    Optional<integer> max2 = list.stream().max(new Comparator<integer>() {
        @Override
        public int compare(Integer o1, Integer o2) {
            return o1.compareTo(o2);
        }
    });
    System.out.println(max2);}</integer></integer></integer></integer>
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图片

//获取员工中年龄最大的人
private static void test06() {
    initPerson();
    Comparator super Person&gt; comparator = Comparator.comparingInt(Person::getAge);
    Optional<person> max = personList.stream().max(comparator);
    System.out.println(max);}</person>
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(3)获取员工中年龄最大的人
在这里插入图片描述
4)计算integer集合中大于10的元素的个数
在这里插入图片描述

4、map与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。

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(1)字符串大写
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(2)整数数组每个元素+3

/**
 * 整数数组每个元素+3
 * @思路
 * List<integer> list = Arrays.asList(1, 17, 27, 7);
   List<integer> list2 = new ArrayList<integer>();
   for(Integer num : list) {
      list2.add(num + 3);
   }
   @return [4, 20, 30, 10]
 */
private static void test09() {
    List<integer> list = Arrays.asList(1, 17, 27, 7);
    List<integer> collect = list.stream().map(x -&gt; x + 3).collect(Collectors.toList());
    System.out.println(collect);}</integer></integer></integer></integer></integer>
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(3)公司效益好,每人涨2000

/**
 * 公司效益好,每人涨2000
 *
 */
private static void test10() {
    initPerson();
    List<person> collect = personList.stream().map(x -&gt; {
        x.setAge(x.getSalary()+2000);
        return x;
    }).collect(Collectors.toList());
    System.out.println(collect);}</person>
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(4)将两个字符数组合并成一个新的字符数组

/**
 * 将两个字符数组合并成一个新的字符数组
 *
 */
private static void test11() {
    String[] arr = {"z, h, a, n, g", "s, a, n"};
    List<string> list = Arrays.asList(arr);
    System.out.println(list);
    List<string> collect = list.stream().flatMap(x -&gt; {
        String[] array = x.split(",");
        Stream<string> stream = Arrays.stream(array);
        return stream;
    }).collect(Collectors.toList());
    System.out.println(collect);}</string></string></string>
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(5)将两个字符数组合并成一个新的字符数组

/**
 * 将两个字符数组合并成一个新的字符数组
 * @return [z,  h,  a,  n,  g, s,  a,  n]
 */
private static void test11() {
    String[] arr = {"z, h, a, n, g", "s, a, n"};
    List<string> list = Arrays.asList(arr);
    List<string> collect = list.stream().flatMap(x -&gt; {
        String[] array = x.split(",");
        Stream<string> stream = Arrays.stream(array);
        return stream;
    }).collect(Collectors.toList());
    System.out.println(collect);}</string></string></string>
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5、规约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。
图片
(1)求Integer集合的元素之和、乘积和最大值

/**
 * 求Integer集合的元素之和、乘积和最大值
 *
 */
private static void test13() {
    List<integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
    //求和
    Optional<integer> reduce = list.stream().reduce((x,y) -&gt; x+ y);
    System.out.println("求和:"+reduce);
    //求积
    Optional<integer> reduce2 = list.stream().reduce((x,y) -&gt; x * y);
    System.out.println("求积:"+reduce2);
    //求最大值
    Optional<integer> reduce3 = list.stream().reduce((x,y) -&gt; x&gt;y?x:y);
    System.out.println("求最大值:"+reduce3);}</integer></integer></integer></integer>
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(2)求所有员工的工资之和和最高工资

/*
 * 求所有员工的工资之和和最高工资
 */
private static void test14() {
    initPerson();
    Optional<integer> reduce = personList.stream().map(Person :: getSalary).reduce(Integer::sum);
    Optional<integer> reduce2 = personList.stream().map(Person :: getSalary).reduce(Integer::max);
    System.out.println("工资之和:"+reduce);
    System.out.println("最高工资:"+reduce2);}</integer></integer>
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6、收集(toList、toSet、toMap)

取出大于18岁的员工转为map

/**
 * 取出大于18岁的员工转为map
 *
 */
private static void test15() {
    initPerson();
    Map<string> collect = personList.stream().filter(x -&gt; x.getAge() &gt; 18).collect(Collectors.toMap(Person::getName, y -&gt; y));
    System.out.println(collect);}</string>
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7、collect

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

/**
 * 统计员工人数、平均工资、工资总额、最高工资
 */
private static void test01(){
    //统计员工人数
    Long count = personList.stream().collect(Collectors.counting());
    //求平均工资
    Double average = personList.stream().collect(Collectors.averagingDouble(Person::getSalary));
    //求最高工资
    Optional<integer> max = personList.stream().map(Person::getSalary).collect(Collectors.maxBy(Integer::compare));
    //求工资之和
    Integer sum = personList.stream().collect(Collectors.summingInt(Person::getSalary));
    //一次性统计所有信息
    DoubleSummaryStatistics collect = personList.stream().collect(Collectors.summarizingDouble(Person::getSalary));
    System.out.println("统计员工人数:"+count);
    System.out.println("求平均工资:"+average);
    System.out.println("求最高工资:"+max);
    System.out.println("求工资之和:"+sum);
    System.out.println("一次性统计所有信息:"+collect);}</integer>
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8、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。
图片

将员工按薪资是否高于8000分为两部分;将员工按性别和地区分组

public class StreamTest {
  public static void main(String[] args) {
    personList.add(new Person("zhangsan",25, 3000, "male", "tieling"));
        personList.add(new Person("lisi",27, 5000, "male", "tieling"));
        personList.add(new Person("wangwu",29, 7000, "female", "tieling"));
        personList.add(new Person("sunliu",26, 3000, "female", "dalian"));
        personList.add(new Person("yinqi",27, 5000, "male", "dalian"));
        personList.add(new Person("guba",21, 7000, "female", "dalian"));
 
    // 将员工按薪资是否高于8000分组
        Map<boolean>&gt; part = personList.stream().collect(Collectors.partitioningBy(x -&gt; x.getSalary() &gt; 8000));
        // 将员工按性别分组
        Map<string>&gt; group = personList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex));
        // 将员工先按性别分组,再按地区分组
        Map<string>&gt;&gt; group2 = personList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex, Collectors.groupingBy(Person::getArea)));
        System.out.println("员工按薪资是否大于8000分组情况:" + part);
        System.out.println("员工按性别分组情况:" + group);
        System.out.println("员工按性别、地区:" + group2);
  }}</string></string></boolean>
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9、连接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。
图片

10、排序sorted

将员工按工资由高到低(工资一样则按年龄由大到小)排序

private static void test04(){
    // 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) -&gt; {
        if (p1.getSalary() == 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);}</string></string></string></string>
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11、提取/组合

流也可以进行合并、去重、限制、跳过等操作。

private static void test05(){
    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 -&gt; x + 2).limit(10).collect(Collectors.toList());
    // skip:跳过前n个数据
    List<integer> collect2 = Stream.iterate(1, x -&gt; 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);}</integer></integer></string></string></string>
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12、读取文件的流操作

图片

13、计算两个list中的差集

//计算两个list中的差集
List<string> reduce1 = allList.stream().filter(item -&gt; !wList.contains(item)).collect(Collectors.toList());</string>
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