Stream流

流概述Stream更加简洁写法流式思想概述获取流常用方法逐一处理：forEach过滤：filter映射Map统计个数count取用前几个：limit跳过前几个：skip组合：concat练习

流

概述

说道Stream流很容易想到I/O Stream，而实际上，Stream流不是I/O的一种，而是Lambda所带来的 的函数式编程，引入了一个全新的Stream概念，用于解决已有集合类库该有的弊端。

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

例如：

public class Demo01ForEach { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); for (String name : list) { System.out.println(name); } } }

这一段非常简单的集合遍历操作：对集合中的每一个字符串都激进型打印输出操作。

循环遍历的弊端

Java8中Lambda让我们可以更加专注于做什么（what），而不是怎么做（How）看上述代码，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么？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。 试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：

将集合A根据条件一 过滤为子集B然后再根据条件二 过滤子集C

那怎么办？在Java8之前的做法可能为：

//Java8 之前过滤操作 private static void test() { List<String> list=new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); List<String> zhangList=new ArrayList<>(); for(String name:list){ if(name.startsWith("张")){ zhangList.add(name); } } List<String> shortList=new ArrayList<>(); for(String name:zhangList){ if(name.length()==3){ zhangList.add(name); } } for (String s : shortList) { System.out.println(s); } }

这段代码中含有三个循环，每一个作用不同， 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。这是理所当然的么，并不是。 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。 那，Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎么更加简洁的写法呢？

Stream更加简洁写法

先看一段代码：

List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("张无忌"); list.add("周芷若"); list.add("赵敏"); list.add("张强"); list.add("张三丰"); list.stream() .filter(s->s.startsWith("张")) .filter(s->s.length()==3) .forEach(System.out::println);

直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义：获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。

流式思想概述

当需要对多个元素进行操作（特别是多步操作）的时候，考虑到性能及便利性，我们应该首先拼好一个模型步骤方案，然后再按照方案去执行。

想象一下图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作，这是一种集合元素的处理方案，而方案就是一种“函数模型”。每一个步骤都是一个流，调用指定的方法，可以从一个流模型转换为另一个流模型。

备注：“Stream流”其实是一个集合元素的函数模型，它并不是集合，也不是数据结构，其本身并不存储任何元素（或其地址值）

Stream（流）是一个来自数据源的元素队列

数据源流的来源。可以是集合，数组等。 和以前的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，这样做可以对操作进行优化，比如延迟执行和短路。内部迭代：以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式，显示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 ->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。

获取流

java.util.stream.Stream是Java8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口） 获取一个流，有以下几种常用方式： 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 首先，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。 public class Demo04GetStream { public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); // ... Stream<String> stream1 = list.stream(); Set<String> set = new HashSet<>(); // ... Stream<String> stream2 = set.stream(); Vector<String> vector = new Vector<>(); // ... Stream<String> stream3 = vector.stream(); } } 根据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。 import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.stream.Stream; public class Demo05GetStream { 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(); } } 根据数组获取流

如果使用的不是集合或映射而是数组，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。

import java.util.stream.Stream; public class Demo06GetStream { public static void main(String[] args) { String[] array = {"张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元"}; Stream<String> stream = Stream.of(array); } }

备注：of方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。

常用方法

流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的API，这些方法可以被分成两种：

延迟方法：返回值烈性仍然是Stream接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。）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，一下演示中终结方法包括count和forEach方法。

逐一处理：forEach

虽然方法名字叫forEach，但是与for循环中的“forEach”昵称不同。

void forEach(Consumer<? super T> action);

该方法接受一个Consumer接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。

Consumer接口 java.utils.function.Consumer接口时一个消费型接口 Consumer接口中包含抽象方法void accept(T t),意为消费一个指定泛型的数据

基本使用：

import java.util.stream.Stream; public class Demo12StreamForEach { public static void main(String[] args) { Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); stream.forEach(t->{ System.out.println(t); }); } }

过滤：filter

可以通过filter方法将一个流转换成另一个子集流，方法：

Stream<T> filter(Prodicate<? super T> predicate);

该接口接受一个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。

Predicate接口： java.util.stream.Predicate函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

boolean test(T t);

该方法将会将会产生一个boolean值结果，代表指定的天剑是否满足，如果结果为true，那么Stream流的filter方法，将会留用元素；如果结果为false，那么filter方法将会舍弃元素，基本使用：

import java.util.stream.Stream; public class Demo07StreamFilter { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); original.filter(s -> s.contains("张")).forEach(c-> System.out.println(c)); } }

在这里通过Lambda表达式来指定了筛选的条件：必须姓张

映射Map

如果需要将流中的元素映射到另一个流中，可以使用map方法：

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

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中R类型的流。

Function流： java.util.stream.Function函数式接口，其中唯一的抽象方法为：

R apply(T t);

这可以将一种T类型转换称为R类型，而这种转换的动作，就称为“映射”。

基本使用

import java.util.stream.Stream; public class Demo08StreamMap { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18"); Stream<Integer> result = original.map(s -> Integer.parseInt(s)); result.forEach(c -> System.out.println(c)); } }

统计个数count

正如旧集合Collection当中的size方法一样，流提供count方法来数一数其中的元素个数：

long count()

该方法返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）， 基本使用

import java.util.stream.Stream; public class Demo09StreamCount { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.filter(s->s.startsWith("张")); System.out.println(result.count()); // 2 } }

取用前几个：limit

limit 方法可以对流进行截取，只取用前n个:

Stream<T> limit(long maxSize);

参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。 基本使用：

import java.util.stream.Stream; public class Demo10StreamLimit { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.limit(2); System.out.println(result.count()); // 2 } }

跳过前几个：skip

如果希望跳过前几个元素，可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流：

Stream<T> skip(long n);

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。 基本使用:

import java.util.stream.Stream; public class Demo11StreamSkip { public static void main(String[] args) { Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若"); Stream<String> result = original.skip(2); System.out.println(result.count()); // 1 } }

组合：concat

如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用 Stream 接口的静态方法 concat ：

static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)

备注：这是一个静态方法，与 java.lang.String 当中的 concat 方法是不同的。

该方法的基本能使用：

import java.util.stream.Stream; public class Demo12StreamConcat { public static void main(String[] args) { Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌"); Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山"); Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB); } }

练习

现在有两个 ArrayList 集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以下若干操作步骤：

第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。根据姓名创建 Person对象；存储到一个新集合中。打印整个队伍的Person对象信息。

两个队伍（集合）的代码如下：

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class DemoArrayListNames { public static void main(String[] args) { //第一支队伍 ArrayList<String> one = new ArrayList<>(); one.add("迪丽热巴"); one.add("宋远桥"); one.add("苏星河"); one.add("石破天"); one.add("石中玉"); one.add("老子"); one.add("庄子"); one.add("洪七公"); //第二支队伍 ArrayList<String> two = new ArrayList<>(); two.add("古力娜扎"); two.add("张无忌"); two.add("赵丽颖"); two.add("张三丰"); two.add("尼古拉斯赵四"); two.add("张天爱"); two.add("张二狗"); // .... // 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名； List<String> oneA = new ArrayList<>(); for (String name : one) { if (name.length() == 3) { oneA.add(name); } } // 第一个队伍筛选之后只要前3个人； List<String> oneB = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < 3; i++) { oneB.add(oneA.get(i)); } // 第二个队伍只要姓张的成员姓名； List<String> twoA = new ArrayList<>(); for (String name : two) { if (name.startsWith("张")) { twoA.add(name); } } // 第二个队伍筛选之后不要前2个人； List<String> twoB = new ArrayList<>(); for (int i = 2; i < twoA.size(); i++) { twoB.add(twoA.get(i)); } // 将两个队伍合并为一个队伍； List<String> totalNames = new ArrayList<>(); totalNames.addAll(oneB); totalNames.addAll(twoB); // 根据姓名创建Person对象； List<Person> totalPersonList = new ArrayList<>(); for (String name : totalNames) { totalPersonList.add(new Person(name)); } // 打印整个队伍的Person对象信息。 for (Person person : totalPersonList) { System.out.println(person); } } } } } //使用Stream流 // 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名； // 第一个队伍筛选之后只要前3个人； Stream<String> streamOne = one.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3); // 第二个队伍只要姓张的成员姓名； // 第二个队伍筛选之后不要前2个人； Stream<String> streamTwo = two.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).skip(2); // 将两个队伍合并为一个队伍； // 根据姓名创建Person对象； // 打印整个队伍的Person对象信息。 Stream.concat(streamOne, streamTwo).map(Person::new).forEach(System.out::println); } // Person类： class Person { private String name; public Person() { } public Person(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "Person{name='" + name + "'}"; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } }