Java 8 流的简介

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2020-01-20 1815 words 4 minutes

Contents

1. 概述

在本文中，我们将快速了解 Java 8 添加的主要新功能之一——流。我们将解释什么是流，并通过简单的示例展示创建和基本流操作。

2. 流API

Java 8 的主要新特性之一是引入了流功能 - java.util.stream - 它包含用于处理元素序列的类。中心 API 类是Stream<T> 。以下部分将演示如何使用现有的数据提供者源创建流。

2.1. 流创建

可以借助*stream()和of()*方法从不同的元素源创建流，例如集合或数组：

String[] arr = new String[]{"a", "b", "c"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(arr);
stream = Stream.of("a", "b", "c");

将stream()默认方法添加到Collection接口并允许使用任何集合作为元素源来创建Stream<T>：

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

2.2. 带流的多线程

Stream API 还通过提供以并行模式在流元素上运行操作的parallelStream()方法来简化多线程。下面的代码允许为流的每个元素并行运行方法doWork()：

list.parallelStream().forEach(element -> doWork(element));

在下一节中，我们将介绍一些基本的 Stream API 操作。

3. 流操作

可以对流执行许多有用的操作。

它们分为中间操作（返回Stream<T>）和终端操作（返回确定类型的结果）。中间操作允许链接。还值得注意的是，对流的操作不会改变源。这是一个简单的例子：

long count = list.stream().distinct().count();

因此，*distinct()*方法代表了一个中间操作，它创建了一个由前一个流的唯一元素组成的新流。*count()*方法是一个终端操作，它返回流的大小。

3.1. 迭代

Stream API 有助于替换for、for-each和while循环。它允许专注于操作的逻辑，但不能专注于元素序列的迭代。例如：

for (String string : list) {
    if (string.contains("a")) {
        return true;
    }
}

只需一行 Java 8 代码即可更改此代码：

boolean isExist = list.stream().anyMatch(element -> element.contains("a"));

3.2. 过滤

*filter()*方法允许我们选择满足谓词的元素流。例如，考虑以下列表：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("One");
list.add("OneAndOnly");
list.add("Derek");
list.add("Change");
list.add("factory");
list.add("justBefore");
list.add("Italy");
list.add("Italy");
list.add("Thursday");
list.add("");
list.add("");

以下代码创建List<String> 的 Stream<String>，查找此流中包含*char “d”*的所有元素，并创建一个仅包含过滤元素的新流：

Stream<String> stream = list.stream().filter(element -> element.contains("d"));

3.3. 映射

要通过对其应用特殊函数来转换Stream的元素并将这些新元素收集到Stream中，我们可以使用*map()*方法：

List<String> uris = new ArrayList<>();
uris.add("C:\\My.txt");
Stream<Path> stream = uris.stream().map(uri -> Paths.get(uri));

因此，上面的代码通过将特定的 lambda 表达式应用于初始Stream的每个元素，将Stream<String>转换为Stream<Path>。如果你有一个流，其中每个元素都包含它自己的元素序列，并且你想创建这些内部元素的流，你应该使用*flatMap()*方法：

List<Detail> details = new ArrayList<>();
details.add(new Detail());
Stream<String> stream
  = details.stream().flatMap(detail -> detail.getParts().stream());

在这个例子中，我们有一个Detail类型的元素列表。Detail类包含一个字段PARTS，它是一个List<String>。在flatMap()方法的帮助下，字段PARTS中的每个元素都将被提取并添加到新的结果流中。之后，初始*Stream<Detail>*将丢失。

3.4. 匹配

Stream API 提供了一组方便的工具来根据某些谓词验证序列的元素。为此，可以使用以下方法之一：anyMatch()、allMatch()、noneMatch()。他们的名字是不言自明的。这些是返回boolean的终端操作：

boolean isValid = list.stream().anyMatch(element -> element.contains("h")); // true
boolean isValidOne = list.stream().allMatch(element -> element.contains("h")); // false
boolean isValidTwo = list.stream().noneMatch(element -> element.contains("h")); // false

对于空流，带有任何给定谓词的 allMatch() 方法将返回 true：

Stream.empty().allMatch(Objects::nonNull); // true

这是一个合理的默认设置，因为我们找不到任何不满足谓词的元素。类似地， *anyMatch()*方法对于空流总是返回 false：

Stream.empty().anyMatch(Objects::nonNull); // false

同样，这是合理的，因为我们找不到满足这个条件的元素。

3.5. 减少

Stream API 允许在Stream类型的reduce()方法的帮助下，根据指定的函数将元素序列减少到某个值。这个方法有两个参数：第一个——起始值，第二个——一个累加器函数。想象一下，你有一个List<Integer>并且你想要所有这些元素和一些初始Integer的总和（在这个例子中是 23）。因此，您可以运行以下代码，结果将是 26 (23 + 1 + 1 + 1)。

List<Integer> integers = Arrays.asList(1, 1, 1);
Integer reduced = integers.stream().reduce(23, (a, b) -> a + b);

3.6. 收集

减少也可以由Stream类型的collect()方法提供。在将流转换为Collection或Map并以单个字符串的形式表示流的情况下，此操作非常方便。有一个实用程序类Collectors，它为几乎所有典型的收集操作提供了解决方案。对于一些不重要的任务，可以创建自定义收集器。

List<String> resultList 
  = list.stream().map(element -> element.toUpperCase()).collect(Collectors.toList());

此代码使用终端collect()操作将Stream<String>简化为List<String>。