關於JAVA8的 Stream學習

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一、Stream的使用

1.1 創建

  • 通過Collection接口的實現類提供的 stream（）方法，或
  • 通過Arrays中的靜態方法 stream（）獲取
  • 通過Stream類中的靜態方法 of()
  • 無限流(迭代/生成) 
/**
 * @Author: 郜宇博
 * @Date: 2021/9/1 23:28
 * 流操作
 */
public class StreamTests {
    @Test
    public void test(){
        //1.通過Collection接口的實現類提供的 stream（）方法，或
        Collection<String> list = new ArrayList<>();
        list.stream();
        list.parallelStream();
        //2.通過Arrays中的靜態方法 stream（）獲取
        Integer[] integers = new Integer[10];
        Arrays.stream(integers);
        //3.通過Stream類中的靜態方法 of()
        Stream<String> stream = Stream.of("1","2");
        //4.無限流
        //迭代
        Stream<Integer> iterate = Stream.iterate(0, (x) -> x + 2);
        //生成
        Stream<Double> generate = Stream.generate(() -> Math.random());
    }
}
1.1.1並行流parallelStream

parallelStream提供瞭流的並行處理，它是Stream的另一重要特性，其底層使用Fork/Join框架實現。簡單理解就是多線程異步任務的一種實現。

1.2 步驟

  • 創建Stream；
  • 轉換Stream，每次轉換原有Stream對象不改變，返回一個新的Stream對象（可以有多次轉換）；
  • 對Stream進行聚合（Reduce）操作，獲取想要的結果；

二、Stream的特性

惰性求值:

多個中間操作可以連接起來形成一個流水線，除非流水線上觸發終止操作，否則中間操作不會執行任何處理！而是在終止操作時一次性全部處理，這種情況稱為“惰性求值”。

三、中間操作

篩選與切片

3.1 filter()

接受lambda表達式，從流中排除某些元素

@Test
public void test2(){
    //獲取一個數組
    ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i <10; i++) {
        arrayList.add(i);
    }
    //流操作：獲取大於5的
    arrayList.stream().filter((num)->num>5).forEach(System.out::println);
}
//結果：  6 7 8 9

3.2 limit()

截斷流，使其元素個數不超過一定數量

滿足limit的數量後，就短路，不在執行後續操作

@Test
public void test2(){
    //獲取一個數組
    ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i <10; i++) {
        arrayList.add(i);
    }
    //流操作：獲取大於5的
    arrayList.stream().filter((num)->num>5)
                    .limit(2)
                    .forEach(System.out::println);
}
//結果： 6 7

3.3 skip()

跳過元素，跳過前n個元素，執行後面的元素，如果不足n個則返回空流

@Test
public void test2(){
    //獲取一個數組
    ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i <10; i++) {
        arrayList.add(i);
    }
    //流操作：獲取大於5的
    arrayList.stream().filter((num)->num>5)
                    .skip(2)
                    .forEach(System.out::println);
}
//結果： 8 9
3.3 map()
映射，在方法中使用方法Function< T> 函數型接口 -----> R apply(T t);

@Test
public void  test4(){
    //獲取一個list
    List<String> list = Arrays.asList("aaa","bbb","ccc");
    //使用流操作 轉化大寫
    list.stream().map((str)->str.toUpperCase())
            .forEach(System.out::println);
}
/*結果：AAA
  BBB
        CCC*/
@Test
public void test3(){
    //獲取一個list
    List<String> list = Arrays.asList("aaa","bbb","ccc");
    //流操作： 將list中的元素取出
    //第一步使用map取出流，流裡存放的還是流
    //因此需要二次foreach
    Stream<Stream<Character>> chs = list.stream().map(StreamTests::getUpper);
            chs.forEach((stream)->{
                stream.forEach(System.out::print);
            });
}
//將str返回為流對象
public static Stream<Character> getUpper(String str){
    List<Character> list = new ArrayList<>();
    for (Character character: str.toCharArray()){
        list.add(character);
    }
    return list.stream();
}
//結果：aaabbbccc

3.4 map()

映射，在方法中使用方法Function< T> 函數型接口 —–> R apply(T t);

@Test
public void  test4(){
    //獲取一個list
    List<String> list = Arrays.asList("aaa","bbb","ccc");
    //使用流操作 轉化大寫
    list.stream().map((str)->str.toUpperCase())
            .forEach(System.out::println);
}
/*結果：AAA
  BBB
        CCC*/



@Test
public void test3(){
    //獲取一個list
    List<String> list = Arrays.asList("aaa","bbb","ccc");
    //流操作： 將list中的元素取出
    //第一步使用map取出流，流裡存放的還是流
    //因此需要二次foreach
    Stream<Stream<Character>> chs = list.stream().map(StreamTests::getUpper);
            chs.forEach((stream)->{
                stream.forEach(System.out::print);
            });
}
//將str返回為流對象
public static Stream<Character> getUpper(String str){
    List<Character> list = new ArrayList<>();
    for (Character character: str.toCharArray()){
        list.add(character);
    }
    return list.stream();
}
//結果：aaabbbccc
3.3.1 flatMap

相當於集合方法的 addAll

即：將流中的流內元素取出，放入一個流中，而不是流內套流

@Test
public void test3(){
    //獲取一個list
    List<String> list = Arrays.asList("aaa","bbb","ccc");
    //流操作： 將list中的元素取出
    //第一步使用map取出流，流裡存放的還是流
    //因此需要二次foreach
    Stream<Stream<Character>> chs = list.stream().map(StreamTests::getUpper);
            chs.forEach((stream)-> stream.forEach(System.out::print));

    System.out.println("\n=====");
    //方法二：
    //使用flatMap
    list.stream().flatMap(StreamTests::getUpper).forEach(System.out::print);
}

3.5 sorted

@Test
public void test5(){
    List<String> list = Arrays.asList("aaa", "ccc", "bbbb", "eeeee");
    //自然排序
    list.stream()
            .sorted()
            .forEach(System.out::println);
    System.out.println("=============");
    //定制排序
    list.stream()
            .sorted((x,y)->{
                //如果長度一樣，則按照字典排序
                if (x.length() == y.length()){
                    return x.compareTo(y);
                }
                //如果長度不一樣則按照長度的降序排序
                else {
                    return y.length() - x.length();
                }
            })
            .forEach(System.out::println);

}
/*結果：
aaa
bbbb
ccc
eeeee
=============
eeeee
bbbb
aaa
ccc
*/

四、終止操作

查找與匹配

4.1 allMatch

Predicate<? super T> predicate
/**
 * @Author: 郜宇博
 * @Date: 2021/9/3 14:00
 * 終止操作
 */
public class FinalOperation {
    static ArrayList<Student> list;
    /**
     * allMath 檢查是否全部元素符合
     */
    @BeforeEach
    public void before(){
        //準備集合
        Student student1 = new Student(10,"張三", Student.Status.Sad);
        Student student2 = new Student(20,"李四", Student.Status.Happy);
        Student student3 = new Student(30,"王五", Student.Status.Free);
        Student student4 = new Student(18,"田七", Student.Status.Free);
        Student student5 = new Student(140,"趙六", Student.Status.Tired);
        list = new ArrayList<>();
        list.add(student1);
        list.add(student2);
        list.add(student3);
        list.add(student4);
        list.add(student5);
    }
}
class Student{
    private int age;
    private String name;
    private Status status;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Status getStatus() {
        return status;
    }

    /**
     * 枚舉狀態
     */
    public enum Status{
        Free,Tired,Happy,Sad;
    }

    public Student(int age, String name, Status status) {
        this.age = age;
        this.name = name;
        this.status = status;
    }
}
/**
     * 是否全部年齡都大於20
     */
    @Test
    public void test1(){
        boolean b = list.stream().allMatch((s) -> s.getAge() > 20);
        System.out.println(b);
    }
//結果： false

4.2anyMatch

Predicate<? super T> predicate
/**
 * 是否存在年齡大於20的
 */
@Test
public void test2(){
    boolean b = list.stream().anyMatch((s) -> s.getAge() > 20);
    System.out.println(b);
}
//結果：true

4.3noneMatch

Predicate<? super T> predicate
/**
 * 是否沒有滿足年齡大於20的
 *
 */
@Test
public void test3(){
    boolean b = list.stream().noneMatch((s) -> s.getAge() > 20);
    System.out.println(b);
}
//結果：false

4.4 findFirst()

返回第一元素，但結果可能為null， 因此使用Optional<T> 來接收,如果為null則可以替換。

/**
 * 返回第一元素
 */
@Test
public void test4(){
    Optional<Student> first = list.stream()
            .filter((e) -> e.getStatus().equals(Student.Status.Free))
            .findFirst();
    System.out.println(first);
}
//結果：Optional[Student{age=30, name='王五', status=Free}]

4.5 findAny()

返回任意一個

/**
 * 返回任意一個
 *
 */
@Test
public void test5(){
    Optional<Student> b = list.parallelStream()
            .filter((student -> student.getAge()<30))
            .findAny();
     System.out.println(b.get());
}
//結果： 任意一個年齡小於30的學生

4.6 count

/**
 * 獲取數量count
 */
@Test
public void test6(){
    long count = list.stream().count();
    System.out.println(count);
}
//結果 : 5

4.7 max

/**
     * 獲得最大值
     */
    @Test
    public void test7(){
        Optional<Integer> max = list.stream()
                .map(x->x.getAge())
                .max(Integer::compare);
        System.out.println(max.get());

    }
//結果： 140

4.8 min

/**
 * 獲得最小值
 */
@Test
public void test7(){
    Optional<Integer> max = list.stream()
            .map(x->x.getAge())
            .min(Integer::compare);
    System.out.println(max.get());
}

4.9 forEach

@Test
public void test2(){
    //獲取一個數組
    ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i <10; i++) {
        arrayList.add(i);
    }
    //流操作：獲取大於5的
    arrayList.stream().filter((num)->num>5)
                    .limit(2)
                    .forEach(System.out::println);
}
//結果： 6 7

4.10 reduce

/**
     * 歸納
     */
    @Test
    public void test8(){
        Integer reduce = list.stream()
                .map(Student::getAge)
                .reduce(0, (x, y) -> x + y);
        System.out.println(reduce);
        //方法二：
        //此方法有可能為null,因此封裝為Optional對象
        Optional<Integer> reduce1 = list.stream()
                .map(Student::getAge)
                .reduce(Integer::sum);
        System.out.println(reduce1.get());
    }

4.11 collect

可以收集為集合類，

可以在收集後進行分組、多級分組、分片

/**
 * 收集
 */
@Test
public void test9(){
    List<Student> collect = list.stream().collect(Collectors.toList());
    collect.forEach(System.out::println);
    //方式二：
    HashSet<Student> collect1 = list.stream().collect(Collectors.toCollection(HashSet::new));
    collect.forEach(System.out::println);
}
/*
結果：Student{age=10, name='張三', status=Sad}
Student{age=20, name='李四', status=Happy}
Student{age=30, name='王五', status=Free}
Student{age=18, name='田七', status=Free}
Student{age=140, name='趙六', status=Tired}
*/
/**
 * 使用收集可以計算最大值、最小值、平均值、等
 * 也可以進行分組
 */
@Test
public void test10(){
    Map<Student.Status, List<Student>> collect = list.stream().collect(Collectors.groupingBy((x) -> x.getStatus()));
    System.out.println(collect.size());
    System.out.println(collect);
}

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