java stream

java stream

stream 是 java 8 的一大亮點，專一於了集合的處理，包括抽取，過濾，轉化，聚合，化簡等，藉助新的 lambda 表達式，極大地簡化了流式處理的流程，提升了代碼的可讀性，同時支持併發和串行兩種模式，能夠很容易地寫出高性能的代碼

基本概念

stream 至關於一個高級版本的 iterator，iterator 只有簡單的遍歷功能，而 stream 在這個基礎上提供了抽取，過濾，轉化，聚合，化簡等豐富的流處理功能

常見的操做主要中間操做和終止操做，一個流處理能夠會通過若干個中間操做和一個終止操做，中間操做返回的依然是一個流，終止操做得到一個特定的結果，中間操做是惰性的，在遇到終止操做以前，中間操做只是記錄一個操做步驟，不會從流中讀取任何數據

建立流

// 從容器中建立
Stream<Integer> stream1 = List.of(1, 2, 3, 4, 5).stream();
Stream<Integer> stream2 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);

// 建立隨機數
Stream<Integer> stream3 = new Random().ints().limit(10).boxed();
Stream<Integer> stream4 = ThreadLocalRandom.current().ints().limit(10).boxed();

// 文件流
Stream<String> stream5 = new BufferedReader(new FileReader("/tmp/test.txt")).lines();

// IntStream
Stream<Integer> stream6 = IntStream.range(1, 10).boxed();

// generate
Stream<Integer> stream7 = Stream.generate(() -> (int) System.currentTimeMillis()).limit(10);

// iterate
Stream<Integer> stream8 = Stream.iterate(1, x -> x + 1).limit(10);
Stream<Integer> stream9 = Stream.iterate(1, x -> x < 10, x -> x + 1);

終止操做

終止操做表明一個計算的結果，常見的終止操做以下:

• forEach: 遍歷元素
• forEachOrdered: 按順序遍歷元素，主要在併發場景下使用
• toArray: 將流輸出到數組中
• collect: 收集流，能夠輸出到指定的 Collector 中，Collectors 中自帶了 toList，toSet 等 Collector
• anyMatch: 任意元素知足謂詞，返回 true
• allMatch: 全部元素知足謂詞，返回 true
• noneMatch: 全部元素都不知足謂詞，返回 true
• count: 元素數量
• findFirst: 返回第一個元素
• findAny: 返回任意一個元素
• min: 返回最小元素
• max: 返回最大元素
• reduce: 聚合，將流中全部的數據聚合成一個值

Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).forEach(System.out::print);
Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).forEachOrdered(System.out::print);
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).toArray(), equalTo(new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}));
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)));
assertFalse(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).anyMatch(x -> x > 10));
assertTrue(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).allMatch(x -> x < 10));
assertTrue(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).noneMatch(x -> x > 10));
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).count(), 9);
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).findFirst().orElse(0), Integer.valueOf(1));
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).findAny().orElse(0), Integer.valueOf(1));
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).iterator().next(), Integer.valueOf(1));
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).max(Comparator.comparingInt(x -> x)).orElse(0), Integer.valueOf(9));
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).min(Comparator.comparingInt(x -> x)).orElse(0), Integer.valueOf(1));
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).reduce((x, y) -> x + y).orElse(0), Integer.valueOf(45));

中間操做

• map: 轉化，將流中元素按照 Founction 映射成另外一種元素
• filter: 過濾，將不符合條件的元素從流中刪除
• distinct: 去重，去掉重複元素
• sorted: 排序
• limit: 最多取元素的個數
• skip: 跳過前 n 個元素
• peek: 和 forEach 操做相似，但依然會返回當前流
• takeWhile: 獲取元素直到不知足條件
• dropWhile: 丟棄元素直到知足條件

assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).map(x -> x * x).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81
)));
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).filter(x -> x % 2 == 0).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        2, 4, 6, 8
)));
assertThat(Stream.of(4, 1, 2, 1, 2, 4, 3, 3).distinct().collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        4, 1, 2, 3
)));
assertThat(Stream.of(6, 4, 7, 3, 2, 9, 1, 5, 8).sorted().collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
)));
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).limit(3).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        1, 2, 3
)));
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).skip(6).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        7, 8, 9
)));
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).peek(System.out::println).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
)));
assertEquals(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).mapToInt(x -> x * x).sum(), 285);
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).takeWhile(x -> x < 5).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        1, 2, 3, 4
)));
assertThat(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9).dropWhile(x -> x < 5).collect(Collectors.toList()), equalTo(List.of(
        5, 6, 7, 8, 9
)));

group by

相似於數據庫中 group by 的操做，流處理也支持 group by，能根據對象中的某個字段聚合

class Student {
    private final String grade;
    private final String name;
    private final int chinese;
    private final int english;

    private Student(String grade, String name, int chinese, int english) {
        this.grade = grade;
        this.name = name;
        this.chinese = chinese;
        this.english = english;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "[" + grade + " " + name + " " + chinese + " " + english + "]";
    }
}

Random random = new Random();
Stream<Student> stream = Stream.generate(() ->
        new Student(
                "grade" + Math.abs(random.nextInt() % 4 + 1),
                "student" + Math.abs(random.nextInt() % 1000),
                Math.abs(random.nextInt() % 30 + 70),
                Math.abs(random.nextInt() % 30 + 70)
        )
);

Map<String, List<Student>> map = stream.limit(10).collect(Collectors.groupingBy(
        x -> x.grade, Collectors.toList()
));

map.forEach((k, v) -> {
    System.out.println(k + " => " + v);
});

連接

• 測試代碼: https://github.com/hatlonely/...