一、Stream流概述
传统集合的多步遍历代码，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。
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("卡特琳娜"); list.add("卡萨丁"); list.add("维迦"); list.add("卡兹克"); list.add("拉莫斯"); for (String name : list) { System.out.println(name); } }
这是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进行打印输出操作。 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。 试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：
1. 将集合A根据条件一过滤为子集B；(筛选所有姓卡的人) 2. 然后再根据条件二过滤为子集C。(筛选名字有三个字的人) 复制代码
那怎么办？在Java 8之前的做法可能为：
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("卡特琳娜"); list.add("卡萨丁"); list.add("维迦"); list.add("卡兹克"); list.add("拉莫斯"); List<String> kaList = new ArrayList<>(); for (String name : list) { if (name.startsWith("卡")) { kaList.add(name); } } List<String> shortList = new ArrayList<>(); for (String name : kaList) { if (name.length() == 3) { shortList.add(name); } } for (String name : shortList) { System.out.println(name); } }
这段代码中含有三个循环，每一个作用不同：
1. 首先筛选所有姓卡的人； 2. 然后筛选名字有三个字的人； 3. 最后进行对结果进行打印输出。
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？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能给我们带来怎样更加优雅的写法呢？
Stream的更优写法
下面来看一下借助Java 8的Stream API，什么才叫优雅：
public static void main(String[] args) { List<String> list = new ArrayList<>(); list.add("卡特琳娜"); list.add("卡萨丁"); list.add("维迦"); list.add("卡兹克"); list.add("拉莫斯"); list.stream().filter(name -> name.startsWith("卡")).filter(name -> name.length() == 3).forEach(name->System.out.println(name)); }
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、过滤姓卡、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历，我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。整体来看，流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”。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它。
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注意：“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）。
1. 搭建好函数模型,才可以执行 函数模型: 一定要有终结的方法,没有终结的方法,这个函数模型是不会执行的 2. Stream流的操作方式也是流动操作的,也就是说每一个流都不会存储元素 3. 一个Stream流只能操作一次,不能重复使用 4. Stream流操作不会改变数据源
二 、获取流方式
java.util.stream.Stream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) 获取一个流非常简单，有以下几种常用的方式：
- 所有的Collection集合都可以通过stream默认方法获取流；list.stream() set.stream()
- Stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流。int[] array = {1,2,3} Stream.of(array)
2.1 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 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(); }
2.2 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
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(); }
2.3 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
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); }
of方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。
三、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：
- 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，终结方法包括count和forEach方法。
- 非终结方法： 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。（除了终结方法外，其余方法均为非终结方法。
3.1 函数拼接与终结方法
在上述介绍的各种方法中，凡是返回值仍然为Stream接口的为函数拼接方法，它们支持链式调用；而返回值不再为Stream接口的为终结方法，不再支持链式调用。如下表所示：
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说明：更多方法，请自行参考API文档。
3.2 forEach:逐一处理
虽然方法名字叫forEach，但是与for循环中的“for-each”昵称不同，该方法并不保证元素的逐一消费动作在流中是被有序执行的。
void forEach(Consumer<? super T> action);// 该方法接收一个Consumer接口函数(这是一个功能界面，因此可以用作lambda表达式或方法引用的赋值对象)，会将每一个流元素交给该函数进行处理。
public static void main(String[] args) { // 得到流对象 String[] names = {"拉莫斯", "皮城女警", "潘森", "提莫"}; Stream<String> stream = Stream.of(names); // 调用forEach方法进行逐个处理！ /*stream.forEach((String name)->{ System.out.println(name); });*/ stream.forEach(name-> System.out.println(name)); }
3.4 count:统计个数
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();// 返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。
public static void main(String[] args) { // 得到流对象 Stream<String> stream = Stream.of("拉莫斯", "皮城女警", "潘森", "提莫"); // 统计个数 long count = stream.count(); System.out.println(count); }
3.5 filter:过滤
可以通过filter方法将一个流转换成另一个子集流。
Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);// 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流中的filter方法基本使用(过Lambda表达式来指定了筛选的条件：必须姓张。)
public static void main(String[] args) { // 定义集合 ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 添加数据 list.add("卡特琳娜"); list.add("卡萨丁"); list.add("维迦"); list.add("卡兹克"); list.add("拉莫斯"); // 转成Stream流对象 Stream<String> stream = list.stream(); // 只要所有姓卡的人 Stream<String> sm = stream.filter((String name) -> name.startsWith("卡")); // 逐个处理(打印) sm.forEach(name-> System.out.println(name)); }
3.6 limit:取用前几个
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。
public static void main(String[] args) { // 定义集合 ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 添加数据 list.add("卡特琳娜"); list.add("卡萨丁"); list.add("维迦"); list.add("卡兹克"); list.add("拉莫斯"); // 转成Stream流对象 Stream<String> stream = list.stream(); // 获得前3个元素数据 stream.limit(3).forEach(name-> System.out.println(name)); }
3.7 skip:跳过前几个
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。
public static void main(String[] args) { // 定义集合 ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 添加数据 list.add("卡特琳娜"); list.add("卡萨丁"); list.add("维迦"); list.add("卡兹克"); list.add("拉莫斯"); // 转成Stream流对象 Stream<String> stream = list.stream(); // 获得前3个元素数据 stream.limit(3).forEach(name-> System.out.println(name)); System.out.println("=================================="); // 跳过前2个元素 // stream.skip(2).forEach(name-> System.out.println(name)); // 报错！一个Stream流只能操作一次！ list.stream().skip(2).forEach(name-> System.out.println(name)); System.out.println("=================================="); // 获得最后2个元素数据 list.stream().skip(list.size()-2).forEach(name-> System.out.println(name)); }
3.8 map:映射
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);// 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
public static void main(String[] args) { // 定义集合 ArrayList<String> list = new ArrayList<>(); // 添加数据 list.add("110"); list.add("119"); list.add("120"); list.add("114"); list.add("112"); // 将list转成对应的流【类型是String的】 Stream<String> stream = list.stream(); // 将stream流映射到另外一个流【类型已经发生变化！类型是Integer】 Stream<Integer> stream1 = stream.map((String s) ->{return Integer.parseInt(s);}); // 对数据进行加法运算+10 stream1.forEach(s-> System.out.println(s+10)); }
这段代码中，map方法的参数通过方法引用，将字符串类型转换成为了int类型（并自动装箱为Integer类对象）。
3.9 concat:组合
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);说明：这是一个静态方法，与java.lang.String当中的concat方法是不同的。
public static void main(String[] args) { // 定义2个数组 String[] s1 = {"盲僧","机器人","蒙多","刘禅"}; String[] s2 = {"王昭君","貂蝉","虞姬","妲己"}; // 将2个数组转成对应的Stream流 Stream<String> stream1 = Stream.of(s1); Stream<String> stream2 = Stream.of(s2); // 将2个流合并为一个流 Stream<String> stream = Stream.concat(stream1, stream2); // 逐个处理(打印出来) stream.forEach(s-> System.out.println(s)); }
四、Stream综合案例
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；
- 第一个队伍筛选之后只要前3个人；
- 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；
- 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。
Person类代码如下：
public 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; } }
两个队伍(集合)的代码如下：
public class DemoArrayListNames { public static void main(String[] args) { List<String> one = new ArrayList<>(); one.add("迪丽热巴"); one.add("宋远桥"); one.add("苏星河"); one.add("老子"); one.add("庄子"); one.add("孙子"); one.add("洪七公"); List<String> two = new ArrayList<>(); two.add("古力娜扎"); two.add("张无忌"); two.add("张三丰"); two.add("赵丽颖"); two.add("张二狗"); two.add("张天爱"); two.add("张三"); // .... } }
4.1 传统方式
public static void main(String[] args) { List<String> one = new ArrayList<>(); // ... List<String> two = new ArrayList<>(); // ... // 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); } }
4.2 Stream方式
public static void main(String[] args) { List<String> one = new ArrayList<>(); // ... List<String> two = new ArrayList<>(); // ... // 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(s-> new Person(s)).forEach(s->System.out.println(s)); }
五、收集Stream结果
对流操作完成之后，如果需要将其结果进行收集，例如获取对应的集合、数组等，如何操作？
5.1 收集到集合中
Stream流提供collect方法，其参数需要一个java.util.stream.Collector<T,A, R>接口对象来指定收集到哪种集合中。幸运的是，java.util.stream.Collectors类提供一些方法，可以作为Collector接口的实例：stream.collect(Collectors.toList);
- Collectors的静态方法：
pblic static <T> Collector<T, ?, List<T>> toList()：转换为List集合。public static <T> Collector<T, ?, Set<T>> toSet()：转换为Set集合。
代码演示： ```java public static void main(String[] args) { Stream<String> stream = Stream.of("10", "20", "30", "40", "50"); List<String> list = stream.collect(Collectors.toList()); Set<String> set = stream.collect(Collectors.toSet()); }
5.2 收集到数组中
Stream提供toArray方法来将结果放到一个数组中，由于泛型擦除的原因，返回值类型是Object[]的：
Object[] toArray();
代码演示：
public static void main(String[] args) { Stream<String> stream = Stream.of("10", "20", "30", "40", "50"); Object[] objArray = stream.toArray(); }
后记
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