Java8的Stream流学习

1.Stream概述

Java 8 是一个非常成功的版本，这个版本新增的Stream，配合同版本出现的 Lambda ，给我们操作集合（Collection）提供了极大的便利。

那么什么是Stream？

Stream将要处理的元素集合看作一种流，在流的过程中，借助Stream API对流中的元素进行操作，比如：筛选、排序、聚合等。

Stream可以由数组或集合创建，对流的操作分为两种：
中间操作，每次返回一个新的流，可以有多个。
终端操作，每个流只能进行一次终端操作，终端操作结束后流无法再次使用。终端操作会产生一个新的集合或值。

另外，Stream有几个特性：
stream不存储数据，而是按照特定的规则对数据进行计算，一般会输出结果。
stream不会改变数据源，通常情况下会产生一个新的集合或一个值。
stream具有延迟执行特性，只有调用终端操作时，中间操作才会执行。

2.Stream的创建

Stream可以通过集合数组创建

1.通过java.util.Collection.stream()方法用集合创建流

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
// 创建一个顺序流
Stream<String> stream = list.stream();
// 创建一个并行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();

2.使用java.util.Arrays.stream(T [] array)方法用过数组创建流

int[] array={1,3,5,6,8};
IntStream stream = Arrays.stream(array);

3.使用Stream的静态方法:of()、iterate()、generate()

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);

Stream<Integer> stream2 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 3).limit(4);
stream2.forEach(System.out::println);

Stream<Double> stream3 = Stream.generate(Math::random).limit(3);
stream3.forEach(System.out::println);

stream和parallelStream的简单区分： stream是顺序流，由主线程按顺序对流执行操作，而parallelStream是并行流，内部以多线程并行执行的方式对流进行操作，但前提是流中的数据处理没有顺序要求。
除了直接创建并行流，还可以通过parallel()把顺序流转换成并行流：

Optional<Integer> findFirst = list.stream().parallel().filter(x->x>6).findFirst();

3.Stream的使用

3.1理解optional

Optional类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。

3.2遍历/匹配(foreach/find/match)

// import已省略，请自行添加，后面代码亦是

public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 3, 8, 2, 1);

        // 遍历输出符合条件的元素
        list.stream().filter(x -> x > 6).forEach(System.out::println);
        // 匹配第一个
        Optional<Integer> findFirst = list.stream().filter(x -> x > 6).findFirst();
        // 匹配任意（适用于并行流）
        Optional<Integer> findAny = list.parallelStream().filter(x -> x > 6).findAny();
        // 是否包含符合特定条件的元素
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(x -> x > 6);
        System.out.println("匹配第一个值：" + findFirst.get());
        System.out.println("匹配任意一个值：" + findAny.get());
        System.out.println("是否存在大于6的值：" + anyMatch);
    }
}

3.3筛选(filter)

/**
筛选出Integer集合中大于7的元素，并打印出来
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list = Arrays.asList(6, 7, 3, 8, 1, 2, 9);
		Stream<Integer> stream = list.stream();
		stream.filter(x -> x > 7).forEach(System.out::println);
	}
}

/**
 筛选员工中工资高于8000的人，并形成新的集合。 形成新集合依赖collect（收集）
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));
		personList.add(new Person("Anni", 8200, 24, "female", "New York"));
		personList.add(new Person("Owen", 9500, 25, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Alisa", 7900, 26, "female", "New York"));

		List<String> fiterList = personList.stream().filter(x -> x.getSalary() > 8000).map(Person::getName)
				.collect(Collectors.toList());
		System.out.print("薪资高于8000美元的员工：" + fiterList);
	}
}

3.4聚合(max/min/count)

/**
获取String集合中最长的元素
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = Arrays.asList("adnm", "admmt", "pot", "xbangd", "weoujgsd");

		Optional<String> max = list.stream().max(Comparator.comparing(String::length));
		System.out.println("最长的字符串：" + max.get());
	}
}

/**
获取Integer集合中的最大值
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 9, 4, 11, 6);

		// 自然排序
		Optional<Integer> max = list.stream().max(Integer::compareTo);
		// 自定义排序（从大到小排序）
		Optional<Integer> max2 = list.stream().max((o1, o2) -> o2 - o1);
		System.out.println("自然排序的最大值：" + max.get());
		System.out.println("自定义排序的最大值：" + max2.get());
	}
}

/**
获取员工薪资最高的人
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));
		personList.add(new Person("Anni", 8200, 24, "female", "New York"));
		personList.add(new Person("Owen", 9500, 25, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Alisa", 7900, 26, "female", "New York"));

		Optional<Person> max = personList.stream().max(Comparator.comparingInt(Person::getSalary));
		System.out.println("员工薪资最大值：" + max.get().getSalary());
	}
}

/**
计算Integer集合中大于6的元素的个数。
*/
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list = Arrays.asList(7, 6, 4, 8, 2, 11, 9);

		long count = list.stream().filter(x -> x > 6).count();
		System.out.println("list中大于6的元素个数：" + count);
	}
}

3.5映射(map/flatMap)

/**
英文字符串数组的元素全部改为大写。整数数组每个元素+3
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		String[] strArr = { "abcd", "bcdd", "defde", "fTr" };
		List<String> strList = Arrays.stream(strArr).map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());

		List<Integer> intList = Arrays.asList(1, 3, 5, 7, 9, 11);
		List<Integer> intListNew = intList.stream().map(x -> x + 3).collect(Collectors.toList());

		System.out.println("每个元素大写：" + strList);
		System.out.println("每个元素+3：" + intListNew);
	}
}

/**
将员工的薪资全部增加1000。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));
		personList.add(new Person("Anni", 8200, 24, "female", "New York"));
		personList.add(new Person("Owen", 9500, 25, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Alisa", 7900, 26, "female", "New York"));

		// 不改变原来员工集合的方式
		List<Person> personListNew = personList.stream().map(person -> {
			Person personNew = new Person(person.getName(), 0, 0, null, null);
			personNew.setSalary(person.getSalary() + 10000);
			return personNew;
		}).collect(Collectors.toList());
		System.out.println("一次改动前：" + personList.get(0).getName() + "-->" + personList.get(0).getSalary());
		System.out.println("一次改动后：" + personListNew.get(0).getName() + "-->" + personListNew.get(0).getSalary());

		// 改变原来员工集合的方式
		List<Person> personListNew2 = personList.stream().map(person -> {
			person.setSalary(person.getSalary() + 10000);
			return person;
		}).collect(Collectors.toList());
		System.out.println("二次改动前：" + personList.get(0).getName() + "-->" + personListNew.get(0).getSalary());
		System.out.println("二次改动后：" + personListNew2.get(0).getName() + "-->" + personListNew.get(0).getSalary());
	}
}

/**
将两个字符数组合并成一个新的字符数组。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> list = Arrays.asList("m,k,l,a", "1,3,5,7");
		List<String> listNew = list.stream().flatMap(s -> {
			// 将每个元素转换成一个stream
			String[] split = s.split(",");
			Stream<String> s2 = Arrays.stream(split);
			return s2;
		}).collect(Collectors.toList());

		System.out.println("处理前的集合：" + list);
		System.out.println("处理后的集合：" + listNew);
	}
}

3.6归约(reduce)

/**
求Integer集合的元素之和、乘积和最大值。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list = Arrays.asList(1, 3, 2, 8, 11, 4);
		// 求和方式1
		Optional<Integer> sum = list.stream().reduce((x, y) -> x + y);
		// 求和方式2
		Optional<Integer> sum2 = list.stream().reduce(Integer::sum);
		// 求和方式3
		Integer sum3 = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
		
		// 求乘积
		Optional<Integer> product = list.stream().reduce((x, y) -> x * y);

		// 求最大值方式1
		Optional<Integer> max = list.stream().reduce((x, y) -> x > y ? x : y);
		// 求最大值写法2
		Integer max2 = list.stream().reduce(1, Integer::max);

		System.out.println("list求和：" + sum.get() + "," + sum2.get() + "," + sum3);
		System.out.println("list求积：" + product.get());
		System.out.println("list求最大值：" + max.get() + "," + max2);
	}
}

/**
求所有员工的工资之和和最高工资。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));
		personList.add(new Person("Anni", 8200, 24, "female", "New York"));
		personList.add(new Person("Owen", 9500, 25, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Alisa", 7900, 26, "female", "New York"));

		// 求工资之和方式1：
		Optional<Integer> sumSalary = personList.stream().map(Person::getSalary).reduce(Integer::sum);
		// 求工资之和方式2：
		Integer sumSalary2 = personList.stream().reduce(0, (sum, p) -> sum += p.getSalary(),
				(sum1, sum2) -> sum1 + sum2);
		// 求工资之和方式3：
		Integer sumSalary3 = personList.stream().reduce(0, (sum, p) -> sum += p.getSalary(), Integer::sum);

		// 求最高工资方式1：
		Integer maxSalary = personList.stream().reduce(0, (max, p) -> max > p.getSalary() ? max : p.getSalary(),
				Integer::max);
		// 求最高工资方式2：
		Integer maxSalary2 = personList.stream().reduce(0, (max, p) -> max > p.getSalary() ? max : p.getSalary(),
				(max1, max2) -> max1 > max2 ? max1 : max2);
		// 求最高工资方式3：
		Integer maxSalary3 = personList.stream().map(Person::getSalary).reduce(Integer::max).get();

		System.out.println("工资之和：" + sumSalary.get() + "," + sumSalary2 + "," + sumSalary3);
		System.out.println("最高工资：" + maxSalary + "," + maxSalary2 + "," + maxSalary3);
	}
}

3.7收集(collect)

3.7.1(toList/toSet/toMap)

/**
因为流不存储数据，那么在流中的数据完成处理后，需要将流中的数据重新归集到新的集合里。toList、toSet和toMap比较常用，另外还有toCollection、toConcurrentMap等复杂一些的用法。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list = Arrays.asList(1, 6, 3, 4, 6, 7, 9, 6, 20);
		List<Integer> listNew = list.stream().filter(x -> x % 2 == 0).collect(Collectors.toList());
		Set<Integer> set = list.stream().filter(x -> x % 2 == 0).collect(Collectors.toSet());

		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));
		personList.add(new Person("Anni", 8200, 24, "female", "New York"));
		
		Map<?, Person> map = personList.stream().filter(p -> p.getSalary() > 8000)
				.collect(Collectors.toMap(Person::getName, p -> p));
		System.out.println("toList:" + listNew);
		System.out.println("toSet:" + set);
		System.out.println("toMap:" + map);
	}
}

3.7.2统计(count/averageing)

/**
Collectors提供了一系列用于数据统计的静态方法：
计数：count
平均值：averagingInt、averagingLong、averagingDouble
最值：maxBy、minBy
求和：summingInt、summingLong、summingDouble
统计以上所有：summarizingInt、summarizingLong、summarizingDouble
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));

		// 求总数
		Long count = personList.stream().collect(Collectors.counting());
		// 求平均工资
		Double average = personList.stream().collect(Collectors.averagingDouble(Person::getSalary));
		// 求最高工资
		Optional<Integer> max = personList.stream().map(Person::getSalary).collect(Collectors.maxBy(Integer::compare));
		// 求工资之和
		Integer sum = personList.stream().collect(Collectors.summingInt(Person::getSalary));
		// 一次性统计所有信息
		DoubleSummaryStatistics collect = personList.stream().collect(Collectors.summarizingDouble(Person::getSalary));

		System.out.println("员工总数：" + count);
		System.out.println("员工平均工资：" + average);
		System.out.println("员工工资总和：" + sum);
		System.out.println("员工工资所有统计：" + collect);
	}
}

3.7.3分组(partitioningBy/groupingBy)

/**
分区：将stream按条件分为两个Map，比如员工按薪资是否高于8000分为两部分。
分组：将集合分为多个Map，比如员工按性别分组。有单级分组和多级分组。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, "female", "Washington"));
		personList.add(new Person("Anni", 8200, "female", "New York"));
		personList.add(new Person("Owen", 9500, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Alisa", 7900, "female", "New York"));

		// 将员工按薪资是否高于8000分组
        Map<Boolean, List<Person>> part = personList.stream().collect(Collectors.partitioningBy(x -> x.getSalary() > 8000));
        // 将员工按性别分组
        Map<String, List<Person>> group = personList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex));
        // 将员工先按性别分组，再按地区分组
        Map<String, Map<String, List<Person>>> group2 = personList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getSex, Collectors.groupingBy(Person::getArea)));
        System.out.println("员工按薪资是否大于8000分组情况：" + part);
        System.out.println("员工按性别分组情况：" + group);
        System.out.println("员工按性别、地区：" + group2);
	}
}

3.7.4接合(joining)

/**
joining可以将stream中的元素用特定的连接符（没有的话，则直接连接）连接成一个字符串
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));

		String names = personList.stream().map(p -> p.getName()).collect(Collectors.joining(","));
		System.out.println("所有员工的姓名：" + names);
		List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
		String string = list.stream().collect(Collectors.joining("-"));
		System.out.println("拼接后的字符串：" + string);
	}
}

3.7.5归约(reducing)

/**
Collectors类提供的reducing方法，相比于stream本身的reduce方法，增加了对自定义归约的支持。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 23, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Jack", 7000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 7800, 21, "female", "Washington"));

		// 每个员工减去起征点后的薪资之和（这个例子并不严谨，但一时没想到好的例子）
		Integer sum = personList.stream().collect(Collectors.reducing(0, Person::getSalary, (i, j) -> (i + j - 5000)));
		System.out.println("员工扣税薪资总和：" + sum);

		// stream的reduce
		Optional<Integer> sum2 = personList.stream().map(Person::getSalary).reduce(Integer::sum);
		System.out.println("员工薪资总和：" + sum2.get());
	}
}

3.8排序(sorted)

/**
sorted，中间操作。有两种排序：
    sorted()：自然排序，流中元素需实现Comparable接口
    sorted(Comparator com)：Comparator排序器自定义排序
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		List<Person> personList = new ArrayList<Person>();

		personList.add(new Person("Sherry", 9000, 24, "female", "New York"));
		personList.add(new Person("Tom", 8900, 22, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Jack", 9000, 25, "male", "Washington"));
		personList.add(new Person("Lily", 8800, 26, "male", "New York"));
		personList.add(new Person("Alisa", 9000, 26, "female", "New York"));

		// 按工资升序排序（自然排序）
		List<String> newList = personList.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getSalary)).map(Person::getName)
				.collect(Collectors.toList());
		// 按工资倒序排序
		List<String> newList2 = personList.stream().sorted(Comparator.comparing(Person::getSalary).reversed())
				.map(Person::getName).collect(Collectors.toList());
		// 先按工资再按年龄升序排序
		List<String> newList3 = personList.stream()
				.sorted(Comparator.comparing(Person::getSalary).thenComparing(Person::getAge)).map(Person::getName)
				.collect(Collectors.toList());
		// 先按工资再按年龄自定义排序（降序）
		List<String> newList4 = personList.stream().sorted((p1, p2) -> {
			if (p1.getSalary() == p2.getSalary()) {
				return p2.getAge() - p1.getAge();
			} else {
				return p2.getSalary() - p1.getSalary();
			}
		}).map(Person::getName).collect(Collectors.toList());

		System.out.println("按工资升序排序：" + newList);
		System.out.println("按工资降序排序：" + newList2);
		System.out.println("先按工资再按年龄升序排序：" + newList3);
		System.out.println("先按工资再按年龄自定义降序排序：" + newList4);
	}
}

3.9提取/组合

/**
流也可以进行合并、去重、限制、跳过等操作。
*/
public class StreamTest {
	public static void main(String[] args) {
		String[] arr1 = { "a", "b", "c", "d" };
		String[] arr2 = { "d", "e", "f", "g" };

		Stream<String> stream1 = Stream.of(arr1);
		Stream<String> stream2 = Stream.of(arr2);
		// concat:合并两个流 distinct：去重
		List<String> newList = Stream.concat(stream1, stream2).distinct().collect(Collectors.toList());
		// limit：限制从流中获得前n个数据
		List<Integer> collect = Stream.iterate(1, x -> x + 2).limit(10).collect(Collectors.toList());
		// skip：跳过前n个数据
		List<Integer> collect2 = Stream.iterate(1, x -> x + 2).skip(1).limit(5).collect(Collectors.toList());

		System.out.println("流合并：" + newList);
		System.out.println("limit：" + collect);
		System.out.println("skip：" + collect2);
	}
}

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