Java知識點——Stream流

Stream

1. Stream流

1.1. Stream流引入

	Stream流完全不是I/O流，按照流水線處理方式來考慮代碼中的思想。
	JDK1.8 之後，我們擁有了Lambda表達式，讓代碼的中心偏向解決實際問題，直到重點，可以提高效率。
	Stream流中使用了大量Lambda表達式，利用Lambda操作方式，提供開發效率

1.2 傳統遍歷方式和Stream類處理方式對比

package com.qfedu.a_stream;

import java.util.ArrayList;

/**
 * 操作集合處理集合
 *      操作過程中創建了多個ArrayList，但是這些ArrayList都是過客，
 *      不涉及到程序的核心，這裏會導致資源的浪費。
 * @author Anonymous 2020/3/12 9:56
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("宮保雞丁");
        list.add("醬牛肉");
        list.add("羊肉串");
        list.add("烤羊排");
        list.add("羊肉湯");
        list.add("驢肉火燒");

        // 第一步: 對List進行過程，找出list中保存元素帶有肉的，保存到另一個集合中
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        for (String s : list) {
            if (s.contains("肉")) {
                list1.add(s);
            }
        }

        // 第二步: 找出菜名長度==3的，保存到另一個集合中
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
        for (String s : list1) {
            if (3 == s.length()) {
                list2.add(s);
            }
        }

        // 第三步：遍歷展示對應的數據
        for (String s : list2) {
            System.out.println(s);
        }


    }
}

package com.qfedu.a_stream;

import java.util.ArrayList;

/**
 * 操作集合處理集合
 *      採用Stream流方式
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 9:56
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("宮保雞丁");
        list.add("醬牛肉");
        list.add("羊肉串");
        list.add("烤羊排");
        list.add("羊肉湯");
        list.add("驢肉火燒");

        /*
        採用Stream流方式來處理
        直觀角度可以發現，這裏Stream流處理方式可以簡化代碼邏輯，
        更側重於操作的重點

        第一步: 對List進行過程，找出list中保存元素帶有肉的，
        第二步: 找出菜名長度==3的
        第三步：遍歷展示對應的數據
        */
        list.stream()
                .filter(s->s.contains("肉"))
                .filter(s -> 3 == s.length())
                .forEach(s -> System.out.println(s));

    }
}

1.3 Stream流對應的思想

請你忘掉原先的IO流思想

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-FQC4twIB-1584855460869)(img/流水線引入Stream思想.png)]

流水線:
	原材料從頭到尾只會佔用一份空間，中間的過程中不會佔用空間。最後生成一個結果。

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-uArJZR7s-1584855460870)(img/Stream流模型圖例.png)]

Stream流有一些特徵:
	1. 帶有很多Stream流操作的方法， filter，limit，map，sorted，skip...這些方法大多是都會使用到函數式接口，那就意味着有lambda表達式
	2. 整個Stream流模型操作過程中，只有執行到count，foreach這些方法，操作真正的執行中的模型，如果不存在結果導向，中間的所有操作是無效的，這裏得益於Lambda表達式的延後性
	3. Stream流是存在一定的管道性 Pipelining 流水線

1.4 獲取Stream流

java.util.stream.Stream<T> JDK1.8的新特徵
	1. 所有的Collection<T>集合都有對應的Stream();
	2. 可以通過Stream類中的static Stream of()獲取
		static Stream<T> of(T... t);
		static Stream<T> of(T t);		

package com.qfedu.b_streamget;

import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Stream流獲取方式
 *      1. Collection集合
 *      2. Map雙邊隊列
 *      3. 數組
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 11:16
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // List接口獲取對應的Stream流類對象
        List<String> list = new ArrayList<>();
        // 根據list保存元素的類型來約束對應的Stream流對象操作所需類型
        Stream<String> stream = list.stream();

        // 通過Set集合獲取對應Stream流對象
        HashSet<String> set1 = new HashSet<>();
        Stream<String> stream1 = set1.stream();

        HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
        // Map雙邊隊列中所有鍵對應的Set集合
        Set<String> keySet = map.keySet();
        Stream<String> stream2 = keySet.stream();

        // Map雙邊隊列中所有value對應的Collection集合
        Collection<String> values = map.values();
        Stream<String> stream3 = values.stream();

        // map中有一個方法，可以獲取所有鍵值對類型的Set集合
        // Entry ==> 鍵值對，是Map接口的一個成員接口
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();
        // 獲取Map鍵值對集合的Stream流對象
        Stream<Map.Entry<String, String>> stream4 = entrySet.stream();

        // 使用不定長參數獲取對應的Stream流對象
        // Stream類內的靜態方法of，更多的是用於數組操作提供Stream流對象
        Stream<String> stringStream = Stream.of("醬牛肉", "羊肉抓飯", "羊肉湯", "羊蠍子");

        String[] arr = {"黃河大鯉魚", "方中山胡辣湯", "蕭記燴麪", "蔡記蒸餃", "葛記燜餅"};
        Stream<String> arrStream = Stream.of(arr);

        // 不建議這樣使用！！！
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        Stream<ArrayList<String>> list11 = Stream.of(list1);

    }
}

1.5 Stream常用方法

延遲方法:
	返回值類型依然是Stream接口本身，並沒有影響我們操作真正的資源
	允許鏈式操作，
	例如
		filter(XXX).limit(XXX).sorted(XXX).
終結方法:
	返回值類型不是Stream接口本身，要麼處理數據，要麼返回其他類型數據，並且不再支持Stream流對象鏈式操作，count，foreach

1.5.1 foreach方法【終結方法】

void foreach(Consumer<? super T> action);
/*
終結方法:
	需要一個Consumer接口進行操作處理，消耗一個數據
	Consumer接口是一個【函數式接口】那就可以使用Lambda表達式
	Consumer接口中方法是
		void accept(T t);
*/

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Stream流foreach方法使用
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 11:39
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("蛋炒飯");
        list.add("虎皮青椒");
        list.add("手撕包菜");
        list.add("鯡魚罐頭");

        // 得到List對應的Stream流對象
        Stream<String> stream = list.stream();

        /*
        Stream<String> Stream流，這裏操作的是String類型
            匿名內部類的匿名對象作爲方法的參數，曾經多麼厲害，現在是有點low
         */
        stream.forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });

        // 這裏需要的參數是Consumer函數式接口，完成可以使用Lambda表達式完成
        stream.forEach(string -> System.out.println(string));

        // 我們在哪裏見過??? 方法引用
        stream.forEach(System.out::println);
    }
}

1.5.2 filter方法

Stream<T> filter(Predicate<? super T> condition);
/*
	filter是過濾方式，需要的參數是Predicate接口，Predicate是一個函數式接口，可以直接使用Lambda表達運行。
	這裏返回值類型是Stream類對象，是經過過濾之後的Stream類型，可以進行鏈式操作
	Predicate接口中需要實現的方法
		boolean test(T t);
*/

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Stream流對象filter方法演示
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 11:50
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("擀麪皮");
        list.add("肉夾饃");
        list.add("冰峯");
        list.add("水盆羊肉");

        Stream<String> stringStream = list.stream().filter(s -> s.length() >= 3);
        stringStream.forEach(System.out::println);

        Stream<String> stringStream1 = stringStream.filter(s -> 4 == s.length());
        stringStream1.forEach(System.out::println);
        /*
        Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
            at java.util.stream.AbstractPipeline.<init>(AbstractPipeline.java:203)
            at java.util.stream.ReferencePipeline.<init>(ReferencePipeline.java:94)
            at java.util.stream.ReferencePipeline$StatelessOp.<init>(ReferencePipeline.java:618)
            at java.util.stream.ReferencePipeline$2.<init>(ReferencePipeline.java:163)
            at java.util.stream.ReferencePipeline.filter(ReferencePipeline.java:162)
            at com.qfedu.c_streamfunction.Demo2.main(Demo2.java:23)
         */
    }
}

stream has already been operated upon or closed

爲何會出現這個錯誤？

因爲調用終結方法後，Stream流已經被銷燬，所以不能再對Stream流進行操作。

1.5.3 map方法

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? super R> fun);
/*
類型轉換操作，得到的一個轉換之後數據類型的Stream流對象
這裏需要的參數是Function函數式接口，
	R apply(T t);
	T類型的數據轉換成R類型數據
*/

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Stream流 map映射方法演示
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 14:39
 */
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("1,騷磊,16");
        list.add("2,騷傑,66");
        list.add("3,老黑,46");
        list.add("4,老付,36");
        list.add("5,污雲,56");
        list.add("6,帥棟,26");

        System.out.println(list);

        Stream<Person> personStream = list.stream().map(s -> {
            String[] split = s.split(",");
            Person person = new Person();

            person.setId(Integer.parseInt(split[0]));
            person.setName(split[1]);
            person.setAge(Integer.parseInt(split[2]));

            return person;
        });

        personStream.forEach(System.out::println);
    }
}

1.5.4 count方法【終結方法】

long count();
/*
返回當前Stream流對象中有多少個元素
類似有Collection接口下的size(). String的length();
【終結方法】
	一旦執行Stream流對象被關閉
*/

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;

/**
 * Stream流對象 count方法演示【終結方法】
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 14:50
 */
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("擀麪皮");
        list.add("肉夾饃");
        list.add("冰峯");
        list.add("水盆羊肉");

        // 當前Stream流對象中有多少個元素，終結方法
        long count = list.stream().filter(s -> s.length() >= 3).count();
        System.out.println(count);
    }
}

1.5.5 limit方法

Stream<T> limit(long maxSize);
/*
對於當前Stream流對象操作的數據進行限制操作，限制個數到maxSize
例如:
	Stream流中保存的有10個元素，limit 5 ==> 前五個元素
*/

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Stream流對象 limit方法
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 15:03
 */
public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("紅旗");
        list.add("領克");
        list.add("吉利");
        list.add("比亞迪");
        list.add("長安");
        list.add("五菱宏光");

        Stream<String> stream = list.stream();
        // @throws IllegalArgumentException if {@code maxSize} is negative
        stream.limit(5).forEach(System.out::println);
    }
}

1.5.6 skip方法

Stream<T> skip(long n);
/*
返回值依然是一個Stream流對象，這裏跳過當前Stream流對象前n個元素
*/

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;

/**
 * Stream流對象 skip方法
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 15:10
 */
public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("陸巡");
        list.add("高R");
        list.add("RS7");
        list.add("s4");
        list.add("霸道");
        list.add("道奇");

        list.stream().skip(2).forEach(System.out::println);
    }
}

1.5.7 concat方法

static Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b) 
/*
拼接兩個Stream流對象，是一個靜態方法，得到新的Stream流對象
*/

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * Stream流 靜態成員方法 concat方法
 *
 * @author Anonymous 2020/3/12 15:15
 */
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list.add("紅旗");
        list.add("領克");
        list.add("吉利");
        list.add("比亞迪");
        list.add("長安");
        list.add("五菱宏光");

        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();

        list1.add("陸巡");
        list1.add("高R");
        list1.add("RS7");
        list1.add("s4");
        list1.add("霸道");
        list1.add("道奇");

        // 獲取到兩個Stream流，其中保存的數據類型都是String類型
        Stream<String> stream = list.stream();
        Stream<String> stream1 = list1.stream();

        Stream<String> concat = Stream.concat(stream, stream1);

       concat.forEach(System.out::println);

    }
}

1.5.8 原始操作方式和Stream流方式對比

1. 一個String類型的字符串集合，"1,騷磊,16"
2. 過濾沒有5的數據
3. 跳過前三個數據
4. 限制得到前5個數據
5. 兩個String類型集合字符串合併
6. 轉換成Person類型
7. 展示數據

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;

/**
 * 採用原始的List集合方式操作
 *   1. 一個String類型的字符串集合，"1,騷磊,16"
 *   2. 過濾沒有5的數據
 *   3. 跳過前三個數據
 *   4. 限制得到前5個數據
 *   5. 兩個String類型集合字符串合併
 *   6. 轉換成Person類型
 *   7. 展示數據
 *
 *   太浪費資源，浪費時間！！！
 * @author Anonymous 2020/3/12 15:22
 */
public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) {
        //  1. 一個String類型的字符串集合，"1,騷磊,16"
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();

        list1.add("1,騷磊,15");
        list1.add("2,騷傑,65");
        list1.add("3,老黑,45");
        list1.add("4,老付,56");
        list1.add("5,污雲,56");
        list1.add("6,帥棟,26");
        list1.add("7,帥棟,56");
        list1.add("8,帥棟,25");
        list1.add("9,帥棟,26");
        list1.add("10,帥棟,26");
        list1.add("11,帥棟,25");
        list1.add("12,帥棟,56");
        list1.add("13,帥棟,55");

        // 2. 過濾沒有5的數據
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
        for (String s : list1) {
            if (s.contains("5")) {
                list2.add(s);
            }
        }
        System.out.println(list2);

        // 3. 跳過前三個數據
        ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>();
        for (int i = 3; i < list2.size(); i++) {
            list3.add(list2.get(i));
        }
        System.out.println(list3);

        // 4. 限制得到前5個數據
        ArrayList<String> list4 = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            list4.add(list3.get(i));
        }

        // 5. 兩個String類型集合字符串合併
        ArrayList<String> list5 = new ArrayList<>();

        list5.add("1,騷磊,15");
        list5.add("2,騷傑,65");
        list5.add("3,老黑,45");
        list5.add("4,老付,56");
        list5.add("5,污雲,56");

        list4.addAll(list5);

        // 6. 轉換成Person類型
        ArrayList<Person> list6 = new ArrayList<>();
        for (String s : list4) {
            String[] split = s.split(",");
            Person person = new Person();

            person.setId(Integer.parseInt(split[0]));
            person.setName(split[1]);
            person.setAge(Integer.parseInt(split[2]));

            list6.add(person);
        }

        // 7. 展示數據
        for (Person person : list6) {
            System.out.println(person);
        }

    }
}

package com.qfedu.c_streamfunction;

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

/**
 * 採用原始的Stream流對象思想方式操作
 *   1. 一個String類型的字符串集合，"1,騷磊,16"
 *   2. 過濾沒有5的數據
 *   3. 跳過前三個數據
 *   4. 限制得到前5個數據
 *   5. 兩個String類型集合字符串合併
 *   6. 轉換成Person類型
 *   7. 展示數據
 * @author Anonymous 2020/3/12 15:29
 */
public class Demo9 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();

        list1.add("1,騷磊,15");
        list1.add("2,騷傑,65");
        list1.add("3,老黑,45");
        list1.add("4,老付,56");
        list1.add("5,污雲,56");
        list1.add("6,帥棟,26");
        list1.add("7,帥棟,56");
        list1.add("8,帥棟,25");
        list1.add("9,帥棟,26");
        list1.add("10,帥棟,26");
        list1.add("11,帥棟,25");
        list1.add("12,帥棟,56");
        list1.add("13,帥棟,55");

        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();

        list2.add("1,騷磊,15");
        list2.add("2,騷傑,65");
        list2.add("3,老黑,45");
        list2.add("4,老付,56");
        list2.add("5,污雲,56");
        list2.add("6,帥棟,26");
        list2.add("7,帥棟,56");

        Stream<String> stream = list1.stream();

        Stream<String> limit = stream.filter(s -> s.contains("5")).
                skip(3).
                limit(5);

        Stream.concat(limit, list2.stream()).map(s -> {
            String[] split = s.split(",");
            Person person = new Person();

            person.setId(Integer.parseInt(split[0]));
            person.setName(split[1]);
            person.setAge(Integer.parseInt(split[2]));

            return person;
        }).forEach(System.out::println);

    }
}