JAVA8給我帶了什麼——流的概念和收集器

時間 2019-12-10

標籤 java8 java 什麼概念收集欄目 Java 简体版

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到如今爲止，筆者不敢給流下定義，從概念來說他應該也是一種數據元素纔是。但是在咱們前面的代碼例子中咱們能夠看到他更多的好像在表示他是一組處理數據的行爲組合。這讓筆者很難去理解他的定義。因此筆者不表態。各位同志自行理解吧。
在沒有流之前，處理集合裏面的數據通常都會用到顯示的迭代器。用一下前面學生的例子吧。目標是得到學分大於5的前倆位同窗。java

 1 package com.aomi;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.Iterator;
 5 import java.util.List;
 6 import static java.util.stream.Collectors.toList;
 7 
 8 public class Main {
 9 
10     public static void main(String[] args) {
11         // TODO Auto-generated method stub
12 
13         List<Student> stus = getSources();
14 
15         Iterator<Student> ite = stus.iterator();
16 
17         List<String> names = new ArrayList<>();
18         int limit = 2;
19         while (ite.hasNext() && limit > 0) {
20 
21             Student stu = ite.next();
22 
23             if (stu.getScore() > 5) {
24 
25                 names.add(stu.getName());
26                 limit--;
27             }
28         }
29 
30         for (String name : names) {
31             System.out.println(name);
32         }
33 
34     }
35 
36     public static List<Student> getSources() {
37         List<Student> students = new ArrayList<>();
38 
39         Student stu1 = new Student();
40 
41         stu1.setName("lucy");
42         stu1.setSex(0);
43         stu1.setPhone("13700227892");
44         stu1.setScore(9);
45 
46         Student stu2 = new Student();
47         stu2.setName("lin");
48         stu2.setSex(1);
49         stu2.setPhone("15700227122");
50         stu2.setScore(9);
51 
52         Student stu3 = new Student();
53         stu3.setName("lili");
54         stu3.setSex(0);
55         stu3.setPhone("18500227892");
56         stu3.setScore(8);
57 
58         Student stu4 = new Student();
59 
60         stu4.setName("dark");
61         stu4.setSex(1);
62         stu4.setPhone("16700555892");
63         stu4.setScore(6);
64 
65         students.add(stu1);
66         students.add(stu2);
67         students.add(stu3);
68         students.add(stu4);
69 
70         return students;
71     }
72 
73 }

若是用流的話是這樣子的。數組

public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        List<Student> stus = getSources();

        List<String> names = stus.stream()
                .filter(st -> st.getScore() > 5)
                .limit(2)
                .map(st -> st.getName())
                .collect(toList());
        for (String name : names) {
            System.out.println(name);
        }

    }

把這倆段代碼相比較主要是爲了說明一個概念：之前作法都是在外部迭代，最爲體現就是筆者在外面定義了一個集合names 。而流卻什麼也沒有，如今咱們應該能清楚感覺到流是在內部迭代。也就是說流已經幫你作好了迭代。咱們只要傳入相關的函數就能夠獲得想要的結果。至於內部迭代的好處，筆者沒有辦法親身的感覺，惟一的感受就是代碼變的簡單明瞭了。可是官方說Stream庫爲了咱們在內部迭代裏面作了不少優化和充公利用性能的操做。好比並行操做。因此筆者就聽官方了。安全

事實上，在用流的過程當中，咱們用到不少方法函數。好比上面的limit方法，filter方法等。這個定義爲流操做。可是不論是什麼操做，你必需要有一個數據源吧。總結以下：框架

數據源：用於生成流的數據，好比集合。
流操做：相似於limit方法，filter方法。

流還有一種特色——部分流操做是沒有執行的。通常都是在collect函數執行的時候，纔開始執行個個函數。因此咱們能夠細分一下流操做：ide

數據源：用於生成流的數據，好比集合。
中間操做：相似於limit方法，filter方法。這些操做作變了一個操做鏈，有一點流水線的概念。
終端操做：執行上面的操做鏈。好比collect函數。

從上面的講解咱們就能夠感受流好像是先收集相關的目標操做，什麼意思呢？就是先把要作的事情計劃一下，最後一聲令下執行。而下這個命令是collect函數。這一點跟.NET的Linq是很像的。同時記得他只能執行一次。也就是說這個流執行一次以後，就不可能在用了。
筆者列一下之前的用到的函數函數

forEach：終端
collect：終端
count：終端
limit：中間
filter：中間
map：中間
sorted：中間

到目前爲止咱們用到的流都是經過集合來建一個流。筆者對此歷來沒有講過。如今筆者來說些構建流的方式。
在stream庫裏面爲咱們提供了這樣子一個方法——Stream.of性能

package com.aomi;

import java.util.Optional;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		Stream stream = Stream.of("I", "am", "aomi");

		Optional<String> firstWord = stream.findFirst();
		
		if(firstWord.isPresent())
		{
			System.out.println("第一個字："+firstWord.get());
		}
	}

}

運行結果：優化

去看一下of方法的代碼。以下spa

public static<T> Stream<T> of(T... values) {
        return Arrays.stream(values);
    }

說明咱們可能指定一個類型來建一個流。上面能夠修改成code

Stream<String> stream = Stream.of("I", "am", "aomi");

findFirst函數用於表示返回第一個值。那就是可能數據源是一個空呢？因此他有能夠會返回null。因此就是用一個叫Optional類的表示能夠爲空。這樣子咱們就能夠用Optional類的方法進一步作安全性的操做。好比判斷有沒有值（isPresent()）
筆者想要建一個int類型的數組流玩玩。爲了方便筆者便試給一下上面的代碼。卻發現報錯了。

若是我把int改成Integer呢？沒有問題了。因此注意要用引用類型的。int類型對應爲Integer類型。

 1 package com.aomi;
 2 
 3 import java.util.Optional;
 4 import java.util.stream.Stream;
 5 
 6 public class Main {
 7 
 8     public static void main(String[] args) {
 9         // TODO Auto-generated method stub
10 
11         Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 9);
12 
13         Optional<Integer> firstWord = stream.findFirst();
14         
15         if(firstWord.isPresent())
16         {
17             System.out.println("第一個字："+firstWord.get());
18         }
19     
20     }
21 
22 }

運行結果：

那想要用int類型呢?什麼辦呢？改改

 1 package com.aomi;
 2 
 3 import java.util.OptionalInt;
 4 import java.util.stream.IntStream;
 5 
 6 public class Main {
 7 
 8     public static void main(String[] args) {
 9         // TODO Auto-generated method stub
10 
11         IntStream stream = IntStream.of(1, 2, 9);
12 
13         OptionalInt firstWord = stream.findFirst();
14         
15         if(firstWord.isPresent())
16         {
17             System.out.println("第一個字："+firstWord.getAsInt());
18         }
19     
20     }
21 
22 }

運行結果：

咱們以上面的例子來一個猜想：是否是Double類型，只要修改成DoubleStream就行呢？試試。

 1 package com.aomi;
 2 
 3 import java.util.OptionalDouble;
 4 import java.util.stream.DoubleStream;
 5 
 6 public class Main {
 7 
 8     public static void main(String[] args) {
 9         // TODO Auto-generated method stub
10 
11         DoubleStream stream = DoubleStream.of(1.3, 2.3, 9.5);
12 
13         OptionalDouble firstWord = stream.findFirst();
14         
15         if(firstWord.isPresent())
16         {
17             System.out.println("第一個字："+firstWord.getAsDouble());
18         }
19     
20     }
21 
22 }

運行結果：

結果很明顯，咱們的猜想是對的。因此見意若是你操做的流是一個int或是double的話，請進可能的用XxxStream 來建流。這樣子在流的過程當中不用進行拆裝和封裝了。必竟這是要性能的。在看一下若是數據源是一個數組的狀況咱們如何生成流呢？

1  public static Collector<CharSequence, ?, String> joining(CharSequence delimiter,
2                                                              CharSequence prefix,
3                                                              CharSequence suffix) {
4         return new CollectorImpl<>(
5                 () -> new StringJoiner(delimiter, prefix, suffix),
6                 StringJoiner::add, StringJoiner::merge,
7                 StringJoiner::toString, CH_NOID);
8     }

在看一個叫toList函數的代碼。

1 public static <T>
2     Collector<T, ?, List<T>> toList() {
3         return new CollectorImpl<>((Supplier<List<T>>) ArrayList::new, List::add,
4                                    (left, right) -> { left.addAll(right); return left; },
5                                    CH_ID);
6     }

咱們發現他會共同的返回一個Collector類型。從上面咱們就能夠知道他的任務就是用去處理最後數據。咱們把他定爲收集器。讓咱們看一下收集器的接口代碼吧;

 1 public interface Collector<T, A, R> {
 2 
 3     Supplier<A> supplier();
 4 
 5     BiConsumer<A, T> accumulator();
 6 
 7     BinaryOperator<A> combiner();
 8 
 9     Function<A, R> finisher();
10 
11     Set<Characteristics> characteristics();
12 }

光看前面四個方法是否是有一點熟悉的感受。想要說明這個五個方法的做用。就必須明白一個概念——並行歸約。前面筆者講過流是一個內部迭代，也說Stream庫爲咱們作一個不少優化的事情。其中一個就是並行。他用到了JAVA 7引入的功能——分支/合併框架。也就是說流會以遞歸的方式拆分紅不少子流，而後子流能夠並行執行。最後在倆倆的子流的結果合併成一個最終結果。而這倆倆合併的行爲就叫歸約。如圖下。引用於《JAVA8實戰》

咱們必須根據圖上的意思來走。子流的圖裏面會調用到Collector類的三個方法。

supplier方法：用建立數據存儲的地方。
accumulator方法：用於子流執行過程的迭代工做。便是遍歷每一項都會執行。因此能夠這裏作一些工做。
finisher方法：返回最後的結果，你能夠在這裏進一步處理結果。

每個子流結束這以後，就是倆倆合併。這個時候就要看流的機制圖了。

combiner方法：會傳入每個子流的結果過來，咱們就能夠在這裏在作一些工做。
finisher方法：返回最後的結果。同上面子流的同樣子。

好像沒有characteristics什麼事情。不是這樣子的。這個方法是用來講明當前這個流具有哪些優化。這樣子執行流的時候，就能夠很清楚的知道要以什麼樣子的方式執行了。好比並行。
他是一個enum類。值以下

UNORDERED：這個表示執行過程當中結果不受歸約和遍歷的影響
CONCURRENT：表示能夠多個線和調用accumulator方法。而且能夠執行並行。固然前無序數據的才並行。除非收集器標了UNORDERED。
IDENTITY_FINISH：表示這是一個恆等函數，就是作告終果也同樣子。不用作了能夠跳過了。

由了上面的講說明，咱們在來寫一個本身的收集器吧——去除相同的單詞
DistinctWordCollector類：

 1 package com.aomi;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.Collections;
 5 import java.util.EnumSet;
 6 import java.util.List;
 7 import java.util.Set;
 8 import java.util.function.BiConsumer;
 9 import java.util.function.BinaryOperator;
10 import java.util.function.Function;
11 import java.util.function.Supplier;
12 import java.util.stream.Collector;
13 
14 public class DistinctWordCollector implements Collector<String, List<String>, List<String>> {
15 
16     @Override
17     public Supplier<List<String>> supplier() {
18         // TODO Auto-generated method stub
19         return () -> new ArrayList<String>();
20     }
21 
22     /**
23      * 子流的處理項的過程
24      */
25     @Override
26     public BiConsumer<List<String>, String> accumulator() {
27         // TODO Auto-generated method stub
28         return (List<String> src, String val) -> {
29 
30             if (!src.contains(val)) {
31                 src.add(val);
32             }
33         };
34     }
35 
36     /**
37      * 倆倆併合的執行函數
38      */
39     @Override
40     public BinaryOperator<List<String>> combiner() {
41         // TODO Auto-generated method stub
42         return (List<String> src1, List<String> src2) -> {
43             for (String val : src2) {
44                 if (!src1.contains(val)) {
45                     src1.add(val);
46                 }
47             }
48             return src1;
49         };
50     }
51 
52     @Override
53     public Function<List<String>, List<String>> finisher() {
54         // TODO Auto-generated method stub
55         return Function.identity();
56     }
57 
58     @Override
59     public Set<Characteristics> characteristics() {
60         // TODO Auto-generated method stub
61         return Collections.unmodifiableSet(EnumSet.of(Characteristics.IDENTITY_FINISH, Characteristics.CONCURRENT));
62     }
63 
64 }

Main:

 1 public static void main(String[] args) {
 2         // TODO Auto-generated method stub
 3 
 4         List<String> words = Arrays.asList("aomi","lili","lucy","aomi","Nono");
 5 
 6         List<String> vals = words.stream().collect(new DistinctWordCollector());
 7         
 8         for (String val : vals) {
 9             System.out.println(val);
10         }
11     }
12