Stream API
Stream API(java.util.stream)
把真正的函数式编程风格引入到Java中,可以极大地提高程序员生产力,让程序员写出高效、简洁的代码
实际开发中项目中多数数据源都是来自MySQL、Oracle等关系型数据库,还有部分来自MongDB、Redis等非关系型数据库
从关系型数据库中查询数据时
: 可以先使用SQL语句在数据库中就对数据进行过滤,排序等操作,最后后台Java程序接收从非关系型数据库中查询数据
: 由于不能在数据库中使用SQL语句操作数据,此时只能靠后台Java程序(Stream API)操作数据库中查询到的数据
Stream是Java8中处理集合的关键抽象概念,它可以指定你希望对集合/数组
进行的操作(可是是非常复杂的查找、过滤和映射数据
等操作)
- 使用Stream API对内存数据(集合/数组)进行操作就类似于使用SQL语句对数据库表中数据的操作,即Stream API提供了一种
高效且易于使用的处理数据的方式
Stream和Collection集合
的区别: Stream关注的是数据的运算(过滤操作)与CPU打交道, 集合关注的是数据的存储(静态的存储结构)与内存打交道
Stream的特性如操作链
- Stream自己不会存储元素
- Stream不会改变源对象,相反他们会返回一个持有结果的新Stream
- Stream操作是延迟执行的,只有执行了终止操作后才会执行中间操作链并产生结果
- Stream一旦执行了终止操作,就不能再次使用该Stream执行其它中间操作或终止操作了,得重新创建一个新的流才行
数据准备
编写实体类Employee
@Date
public class Employee {private int id;private String name;private int age;private double salary;public Employee() {System.out.println("Employee().....");}public Employee(int id) {this.id = id;System.out.println("Employee(int id).....");}public Employee(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;}public Employee(int id, String name, int age, double salary) {this.id = id;this.name = name;this.age = age;this.salary = salary;}@Overridepublic String toString() {return "Employee{" + "id=" + id + ", name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", salary=" + salary + '}';}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o)return true;if (o == null || getClass() != o.getClass())return false;Employee employee = (Employee) o;if (id != employee.id)return false;if (age != employee.age)return false;if (Double.compare(employee.salary, salary) != 0)return false;return name != null ? name.equals(employee.name) : employee.name == null;}@Overridepublic int hashCode() {int result;long temp;result = id;result = 31 * result + (name != null ? name.hashCode() : 0);result = 31 * result + age;temp = Double.doubleToLongBits(salary);result = 31 * result + (int) (temp ^ (temp >>> 32));return result;}
}
创建一个ArrayList集合提供测试数据
public class EmployeeData {public static List<Employee> getEmployees() {List<Employee> list = new ArrayList<>();list.add(new Employee(1001, "马化腾", 34, 6000.38));list.add(new Employee(1002, "马云", 12, 9876.12));list.add(new Employee(1003, "刘强东", 33, 3000.82));list.add(new Employee(1004, "雷军", 26, 7657.37));list.add(new Employee(1005, "李彦宏", 65, 5555.32));list.add(new Employee(1006, "比尔盖茨", 42, 9500.43));list.add(new Employee(1007, "任正非", 26, 4333.32));list.add(new Employee(1008, "扎克伯格", 35, 2500.32));return list;}
}
通过一个数据源创建Stream
方式一通过集合(常用):Java8中的Collection接口
扩展了两个获取Stream流的方法
方法名 | 功能 |
---|---|
default Stream stream() | 返回一个顺序流(按照顺序操作元素) |
default Stream parallelStream() | 返回一个并行流(并发的操作元素) |
@Test
public void test01(){// 创建List集合List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5);// 返回一个顺序流Stream<Integer> stream1 = list.stream();// 返回一个并行流Stream<Integer> stream2 = list.parallelStream();List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();// 返回一个顺序流Stream<Employee> stream = employees.stream();// 返回一个并行流Stream<Employee> employeeStream = employees.parallelStream();
}
方式二通过数组: Java8中的Arrays类
的静态方法stream()
可以获取对应类型的Stream流
方法名 | 功能 |
---|---|
static Stream stream(T[] array) | 返回一个自定义类型的Stream流 |
public static IntStream stream(int[] array) | 返回一个int类型的Stream流 |
public static LongStream stream(long[] array) | 返回一个long类型的Stream流 |
public static DoubleStream stream(double[] array) | 返回一个double类型的Stream流 |
@Test
public void test(){// 获取基本数据类型的Stream流int[] arr = {1,2,3,4,5};IntStream stream = Arrays.stream(arr);// 获取引用数据类型的Stram流String[] arr = {"hello","world"};Stream<String> stream = Arrays.stream(arr); // 获取自定义类型的Stream流Employee kyle = new Employee(9527, "Kyle");Employee lucy = new Employee(9421, "Lucy");Employee[] employees = {kyle, lucy};Stream<Employee> stream1 = Arrays.stream(employees);
}
方式三通过指定具体数据: 调用Stream类
静态方法of()
创建一个流
方法名 | 功能 |
---|---|
public static Stream of(T… values) | 通过手动指定任意个数据创建一个流 |
@Test
public void test04(){Stream<Integer> stream = Stream.of(1,2,3,4,5);stream.forEach(System.out::println);
}
方式四调用Stream类
的静态方法iterate()和generate()
创建无限流(了解)
方法名 | 功能 |
---|---|
public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f) | 迭代 |
public static Stream generate(Supplier s) | 生成 |
@Test
public void test() {// 从0开始迭代遍历10个数,没有limit限制会无限迭代Stream.iterate(0, t -> t + 1).limit(10).forEach(System.out::println);// 生成10个随机数,没有limit限制会无限生成Stream.generate(Math::random).limit(10).forEach(System.out::println);
}
中间操作筛选与切片
中间操作就是处理数据的具体操作,每次处理都会返回一个持有结果的新Stream,即中间操作的方法返回值仍然是Stream类型的对象
- 中间操作可以是个操作链可对数据源的数据进行n次处理(多个中间操作),但是
所有的中间操作只有在执行终止操作时才会一次性全部处理(惰性求值)
- Stream流
一旦执行了终止操作就不能再次使用该Stream执行其它中间操作
,需要根据数据源重新创建一个新的Stream流
方 法 | 描 述 |
---|---|
filter(Predicatep) | 接收Lambda表达式 按照规则后从流中排除某些元素 |
distinct() | 筛选通过流所生成元素的hashCode() 和 equals() 方法去除重复元素 |
limit(long maxSize) | 截断流使其元素不超过给定数量,返回一个只保留前n个元素的流 |
skip(long n) | 跳过元素返回一个扔掉了前 n个元素的流, 若流中元素不足n个则返回一个空流 |
@Test
public void test() {List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();//1. 查询工资大于7000的员工信息employees.stream().filter(employee -> employee.getSalary() > 7000).forEach(System.out::println);System.out.println("----------------------------");//2. 只输出3条员工信息employees.stream().limit(3).forEach(System.out::println);System.out.println("----------------------------");//3. 跳过前3个元素employees.stream().skip(3).forEach(System.out::println);System.out.println("----------------------------");//4. 通过流所生成元素的hashCode和equals方法去除重复元素employees.add(new Employee(9527, "Kyle", 20, 9999));employees.add(new Employee(9527, "Kyle", 20, 9999));employees.stream().distinct().forEach(System.out::println);
}
/*
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
----------------------------
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
----------------------------
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
----------------------------
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
Employee{id=9527, name='Kyle', age=20, salary=9999.0}
*/
中间操作映射新的Stream
编写函数逻辑: 遍历Stream
中的每个元素转换成其他形式或提取流中元素的信息
方法 | 描述 |
---|---|
map(Function f) | 接收一个函数作为参数, 该函数会被应用到每个元素上最终得到一个新的元素 放入Stream中 |
mapToDouble(ToDoubleFunction f) | 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上产生一个新的DoubleStream |
mapToInt(ToIntFunction f) | 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上产生一个新的IntStream |
mapToLong(ToLongFunction f) | 接收一个函数作为参数,该函数会被应用到每个元素上产生一个新的LongStream |
flatMap(Function f) | 接收一个函数作为参数, 该函数会被应用到每个元素上最终得到一个新的Stream ,最后把所有Stream连接成一个Stream |
map和flatMap
的区别: map方法最终会得到一个Stream(含有多个Stream实例)
,flatMap最终会得到一个Stream(含有多个元素)
@Test
public void test() {ArrayList list1 = new ArrayList();list1.add(1);list1.add(2);list1.add(3);ArrayList list2 = new ArrayList();list2.add(1);list2.add(2);list2.add(3);// 集合中有4个元素,[1,2,3,[4,5,6]],类似maplist1.add(list2);// 集合中有6个元素,[1,2,3,4,5,6],类似flatMaplist1.addAll(list2);System.out.println(list1);
}
public class LambdaTest{@Testpublic void test() {List<String> strings = Arrays.asList("aa", "bb", "cc", "dd");List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();// 将集合所有元素转为大写并输出strings.stream().map(s -> s.toUpperCase()).forEach(System.out::println);System.out.println("--------------------------");// 获取员工姓名长度大于3的员工的姓名employees.stream().map(Employee::getName).// 过滤出name长度>3的员工filter(name -> name.length() > 3).// 遍历输出forEach(System.out::println);System.out.println("--------------------------");// 使用map将字符串中的多个字符构成的集合转换为对应的Stream实例,然后再获取每一个Stream中的元素strings.stream().map(LambdaTest::formStringToStream).forEach(characterStream -> characterStream.forEach(System.out::println));// 使用flatMap可以直接获取Stream中Stream实例中的元素System.out.println("--------------------------");strings.stream().flatMap(LambdaTest::formStringToStream).forEach(System.out::println);}public static Stream<Character> formStringToStream(String str) {ArrayList<Character> list = new ArrayList<>();for (char c : str.toCharArray()) {list.add(c);}return list.stream();}}
/*
AA
BB
CC
DD
--------------------------
比尔盖茨
扎克伯格
--------------------------
a
a
b
b
c
c
d
d
--------------------------
*/
中间操作排序
方法 | 描述 |
---|---|
sorted() | 产生一个新流其中按自然顺序排序 |
sorted(Comparator com) | 产生一个新流其中按比较器顺序排序 |
@Test
public void test20() {List<Integer> nums = Arrays.asList(13, 54, 97, 52, 43, 64, 27);List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();//自然排序,如果要对employees自然排序就需要Employee类实现Comparable接口nums.stream().sorted().forEach(System.out::println);//定制排序,先按照年龄升序排,再按照工资降序排employees.stream().sorted((o1, o2) -> {int compare = Integer.compare(o1.getAge(), o2.getAge());if (compare != 0) {return compare;} else {return -Double.compare(o1.getSalary(), o2.getSalary());} }).forEach(System.out::println);
}/*
13
27
43
52
54
64
97
------------------
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
*/
终止操作匹配与查找
终端操作会从流的流水线生成结果,方法返回值类型就不再是Stream了可以是任何不是流的值(如List,Integer,void等)
,并且不能再执行其他中间操作或终止操作
方法 | 描述 |
---|---|
allMatch(Predicate p) | 检查是否匹配所有元素 |
anyMatch(Predicate p) | 检查是否至少匹配一个元素 |
noneMatch(Predicate p) | 检查是否没有匹配所有元素 |
findFirst() | 返回第一个元素 |
findAny() | 返回当前流中的任意元素,顺序流会取第一个元素 |
count() | 返回流中元素总数 |
max(Comparator c) | 返回流中最大值 |
min(Comparator c) | 返回流中最小值 |
forEach(Consumer c) | Stream API帮你把迭代做了内部迭代 使用 Collection接口需要用户去做迭代(称为外部迭代) |
@Test
public void test21(){List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();// 练习:是否所有的员工的工资是否都大于5000System.out.println("是否所有的员工的工资是否都大于5000:"+employees.stream().allMatch(employee -> employee.getSalary() > 5000));// 练习:是否存在员工年龄小于15System.out.println("是否存在员工年龄小于15:"+employees.stream().anyMatch(employee -> employee.getAge() < 15));// 练习:是否不存在员工姓“马”System.out.println("是否不存在员工姓马:"+employees.stream().noneMatch(employee -> employee.getName().startsWith("马")));// 返回流中的第一个元素System.out.println("返回第一个元素:"+employees.stream().findFirst());// 返回当前流中的任意元素System.out.println("返回当前流中的任意元素"+employees.stream().findAny());// 返回流中元素的总个数(返回总个数前可以先过滤)System.out.println("返回元素总数:"+employees.stream().count());// 返回流中最高工资System.out.println("返回最高工资:"+employees.stream().map(Employee::getSalary).max(Double::compare));// 返回最低工资的员工System.out.println("返回最高工资:"+employees.stream().min(e1,e2 -> Double.compare(e1.getSalary(),e2.getSalary()));// 返回流中最小值System.out.println("返回最小年龄:"+employees.stream().map(Employee::getAge).min(Integer::compare));// 内部迭代employees.stream().forEach(System.out::println);System.out.println("-------------");// 使用集合的遍历操作employees.forEach(System.out::println);
}/*
是否所有的员工的工资是否都大于5000:false
是否存在员工年龄小于15:true
是否不存在员工姓马:false
返回第一个元素:Optional[Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}]
返回当前流中的任意元素Optional[Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}]
返回元素总数:8
返回最高工资:Optional[9876.12]
返回最小年龄:Optional[12]
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
-------------
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
*/
终止操作归约
map和reduce的连接通常称为map-reduce模式
,因Google用它来进行网络搜索而出名
方法 | 描述 |
---|---|
reduce(T identity, BinaryOperator b) | 可以将流中元素反复结合起来返回一个值T |
reduce(BinaryOperator b) | 可以将流中元素反复结合起来返回一个值Optional |
@Test
public void test22() {List<Integer> nums = Arrays.asList(13, 32, 23, 31, 94, 20, 77, 21, 17);List<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();// 练习1:计算1-10的自然数的和(0是初始值)System.out.println(nums.stream().reduce(0, Integer::sum));// 练习2:手动计算公司所有员工工资总和System.out.println(employees.stream().map(Employee::getSalary).reduce((o1, o2) -> o1 + o2));// 调用Integer的sum方法计算年龄总和System.out.println(employees.stream().map(Employee::getAge).reduce(Integer::sum));// 计算公司所有员工工资综合Stream<Double> salaryStream = employ.stream.map(Employee::getSalary);Optional<Double> sumMoney = salaryStream.reduce(Double::sum);System.out.println(sumMoney);
}
/*
328
Optional[48424.08]
Optional[273]
Optional[48424.08]
*/
终止操作收集
方 法 | 描 述 |
---|---|
collect(Collector c) | 接收一个Collector接口的实现类, 将Stream 转换为其他形式,用于给Stream中元素做汇总 |
Collector接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到List、Set、Map),可以方便地创建常见收集器实例
方法 | 返回类型 | 作用 |
---|---|---|
toList | List | 把流中元素收集到List |
List emps= list.stream().collect(Collectors.toList()); | ||
toSet | List | 把流中元素收集到List |
Set emps= list.stream().collect(Collectors.toSet()); | ||
toCollection | Collection | 把流中元素收集到创建的集合 |
Collection emps =list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new)); | ||
counting | Long | 计算流中元素的个数 |
long count = list.stream().collect(Collectors.counting()); | ||
summinglnt | Integer | 对流中元素的整数属性求和 |
int total=list.stream().collect(Collectors.summingInt(Employee::getSalary)); | ||
averagingInt | Double | 计算流中元素Integer属性的平均值 |
double avg = list.stream().collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary)); | ||
summarizinglnt | IntSummaryStatistics | 收集流中Integer属性的统计值 如平均值 |
int SummaryStatisticsiss=list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Employee::getSalary)); | ||
joining | String | 连接流中每个字符串 |
String str= list.stream().map(Employee::getName).collect(Collectors.joining()); | ||
maxBy | Optional | 根据比较器选择最大值 |
optionalmax=list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Employee::getSalary)); | ||
minBy | Optional | 根据比较器选择最小值 |
Optionalmin = list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Employee::getSalary)); | ||
reducing | 归约产生的类型 | 从一个作为累加器的初始值开始,利用BinaryOperator与流中元素逐个结合,从而归约成单个值 |
int total=list.stream().collect(Collectors.reducing(0, Employe::getSalar, Integer::sum)); | ||
collectingAndThen | 转换函数返回的类型 | 包裹另一个收集器,对其结果转换函数 |
int how= list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), List::size)); | ||
groupingBy | Map<K, List> | 根据某属性值对流分组 属性为K,结果为V |
Map<Emp.Status, List> map= list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus)); | ||
partitioningBy | Map<Boolean,List> | 根据true或false进行分区 |
Map<Boolean,List>vd=list.stream().collect(Collectors.partitioningBy(Employee::getManage)); |
@Test
public void test23() {// 练习1:查找工资大于6000的员工,结果返回为一个ListList<Employee> employees = EmployeeData.getEmployees();List<Employee> list = employees.stream().filter(employee -> employee.getSalary() > 6000).collect(Collectors.toList());list.forEach(System.out::println);System.out.println("--------------------");// 练习2:查找年龄大于20的员工,结果返回为一个Setemployees.add(new Employee(9527,"Kyle",21,9999));employees.add(new Employee(9527,"Kyle",21,9999));Set<Employee> set = employees.stream().filter(employee -> employee.getAge() > 20).collect(Collectors.toSet());set.forEach(System.out::println);
}/*
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1002, name='马云', age=12, salary=9876.12}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
--------------------
Employee{id=1001, name='马化腾', age=34, salary=6000.38}
Employee{id=1007, name='任正非', age=26, salary=4333.32}
Employee{id=1008, name='扎克伯格', age=35, salary=2500.32}
Employee{id=1006, name='比尔盖茨', age=42, salary=9500.43}
Employee{id=1005, name='李彦宏', age=65, salary=5555.32}
Employee{id=1003, name='刘强东', age=33, salary=3000.82}
Employee{id=9527, name='Kyle', age=21, salary=9999.0}
Employee{id=1004, name='雷军', age=26, salary=7657.37}
*/