传统集合的遍历

几乎所有的集合（如Collection接口或Map接口等）都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，除了必需的添加、删除、获取外，最典型的就是集合遍历，如：

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public static void main(String[] args) {
    List<String> list = new ArrayList<>();
    list.add("159");
	list.add("111");
	list.add("373");
	list.add("10");
	list.add("101");
	list.add("564");	
    for (String s : list) {
        System.out.println(s);
    }
}

循环遍历的弊端：

Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么（What），而不是怎么做（How），这点此前已经结合内部类进行了对比说明。现在，我们仔细体会一下上例代码，可以发现：

  • for循环的语法就是“怎么做”

  • for循环的循环体才是“做什么”

    为什么使用循环？因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗？遍历是指每一个元素逐一进行处理，而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的，后者是方式。

如果我们要将集合A根据条件一过滤为子集B，然后根据条件二过滤为子集C，那么按照传统的方式就是遍历加遍历。每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，总是需要进行循环、循环、再循环。循环是做事情的方式，而不是目的。另一方面，使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历，只能再使用另一个循环从头开始。

对此，JDK1.8提供了Stream，我们不再需要遍历，而是将其转换为流进行操作：

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list.stream().filter(s -> s.startsWith("1")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println);

其流程为：获取流、过滤首位为1、过滤长度为3、逐一打印。

Stream流式思想

”Stream 流“ 其实是一个集合元素的函数模型，它不是集合，也不是数据结构

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，数组等Collection对象等。

和Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

  • Pipelining: 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（fluent style）。 这样做可以对操作进行优化， 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
  • 内部迭代： 以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式, 显式的在集合外部进行迭代， 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式，流可以直接调用遍历方法。

当使用一个流的时候，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。

获取Stream流

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）

  • 所有的Collection集合都可以通过Stream默认方法获取流
  • Stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流

根据 Collection 获取流

java.util.Collection接口中加入了default方法stream用来获取流，所以其所有实现类均可获取流

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class Test {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = null;
        list.stream(); // List 的Stream 方法

        Set<String> set = null;
        set.stream(); // Set 的 Stream 方法
    }
}

Map 获取流

java.util.Map接口不是Collection的子接口，且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征，所以获取对应的流需要分key、value或entry等情况：

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class MapDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        //......
        Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
        Stream<String> valueStream = map.values().stream();
        Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
    }
}

数组获取流

由于数组对象不可能添加默认方法，所以Stream接口中提供了静态方法of，of方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组

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class ArrayDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String[] array = {"11", "12", "132", "244", "25", "26", "347"};
        Stream<String> stream = Stream.of(array);  //  数组获取流
        Arrays.stream(array).filter(s -> s.startsWith("1")).filter(s -> s.length() == 2).forEach(s -> System.out.println(s));
    }
}

Stream流操作方法

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Arrays.stream(array)											// 创建Stream
    .filter(s -> s.startsWith("1")).filter(s -> s.length() == 2)	// 转换Stream(对流进行筛选过滤)
    .forEach(s -> System.out.println(s));						  // 聚合(得到结果)

流模型的操作方法可以被分为两类：

  • 延迟方法：返回值类型仍然是Stream接口自身类型的方法，因此支持链式调用。
  • 终结方法：返回值类型不再是Stream接口自身类型的方法，因此不再支持类似StringBuilder那样的链式调用。

除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。

常用的方法如下：

方法名称 方法作用 方法种类
count 统计个数 终结方法
forEach 逐一处理 终结方法
filter 过滤 延迟方法
limit 取用前几个 延迟方法
skip 跳过前几个 延迟方法
map 映射 延迟方法
concat 组合 延迟方法

count

long count () 统计流中的元素，返回long类型数据

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long count = list.stream().count(); 	 // 返回值为list大小

forEach

void forEach(Consumer<? super T> action)：逐一处理流中的元素

参数 Consumer<? super T> action：函数式接口，只有一个抽象方法：void accept（T t)；

  • 此方法并不保证元素的逐一消费动作在流中是有序进行的（元素可能丢失）
  • Consumer是一个消费接口（可以获取流中的元素进行遍历操作，输出出去），可以使用Lambda表达式
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list.stream().forEach(name -> System.out.println(name));

filter

  • filter 方法是将一个流转换成另一个子集流
  • 该接口接收一个Predicate函数式接口参数（可以是一个Lambda或方法引用）作为筛选条件
  • Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
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list.stream().filter( a -> a.startsWith("1"))

limit

Stream<T> limit(long maxSize); 取用前几个元素

参数是一个long 类型，如果流的长度大于参数，则进行截取；否则不进行操作

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list.stream().limit(3).forEach(name -> System.out.println(name));

skip

Stream<T> skip(long n) 跳过前几个元素

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

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list.stream().skip(3).forEach(name -> System.out.println(name));

map

<r> Stream <R> map(Function<? super T,? exception R> mapper ： 将一个流中的元素映射到另一个流中

  • 将流中的元素映射到另一个流中
  • 参数Function：函数式接口，抽象方法：R apply(T t);
  • 该接口需要一个Function函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流
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list.stream().map(s -> Integer.parseInt(s)).forEach(s -> System.out.println(s));

concat

public static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b) ： 两个流合并成为一个流

  • 这是一个静态方法，与java.lang.String当中的concat方法是不同的
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public static void main(String[] args) {
	Stream<String> streamA = Stream.of("1", "2", "3");
	Stream<String> streamB = Stream.of("4", "5", "6");
	Stream.concat(streamA, streamB).forEach(s -> System.out.println(s));
}

收集Stream流

Stream流中提供了一个方法，可以把流中的数据收集到单例集合中

  • R collect(Collector<? super T, A, R> collector); 把流中的数据收集到单例集合中
  • 返回值类型是R。R指定为什么类型，就是收集到什么类型的集合
  • 参数Collector<? super T, A, R>中的R类型，决定把流中的元素收集到哪个集合中
  • 可以使用java.util.stream.Collectors工具类中的静态方法得到参数Collector
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// stream 收集到单列集合中
List<String> list = stream.collect(Collectors.toList());
// stream 手机到单列集合中
Set<String> set = stream.collect(Collectors.toSet());