java封神之路-stream流-进阶

Java8 Stream

• 1 Stream概述
• 2 Stream的创建
• 3 Stream的使用

• 案例使用的员工类
• 3.1 遍历/匹配（foreach/find/match）
• 3.2 筛选（filter）
• 3.3 聚合（max/min/count)
• 3.4 映射(map/flatMap)
• 3.5 归约(reduce)
• 3.6 收集(collect)

• 3.6.1 归集(toList/toSet/toMap)
• 3.6.2 统计(count/averaging)
• 3.6.3 分组(partitioningBy/groupingBy)
• 3.6.4 接合(joining)
• 3.6.5 归约(reducing)

• 3.7 排序(sorted)
• 3.8 提取/组合
• 4 Stream源码解读

点波关注不迷路，一键三连好运连连！

先贴上几个案例，水平高超的同学可以挑战一下：

1. 从员工集合中筛选出salary大于8000的员工，并放置到新的集合里。
2. 统计员工的最高薪资、平均薪资、薪资之和。
3. 将员工按薪资从高到低排序，同样薪资者年龄小者在前。
4. 将员工按性别分类，将员工按性别和地区分类，将员工按薪资是否高于8000分为两部分。

用传统的迭代处理也不是很难，但代码就显得冗余了，跟Stream相比高下立判。

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：

1. 中间操作，每次返回一个新的流，可以有多个。
2. 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：

1. 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。
2. 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。
3. 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();1

2、使用​​java.util.Arrays.stream(T[] array)​​方法用数组创建流

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);

输出结果：

0 3 6 9
0.6796156909271994
0.1914314208854283
0.8116932592396652

​​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。例如筛选集合中的奇数，两者的处理不同之处：

如果流中的数据量足够大，并行流可以加快处速度。

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

在使用stream之前，先理解一个概念：​​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。
更详细说明请见：​​​菜鸟教程Java 8 Optional类​​

接下来，大批代码向你袭来！我将用20个案例将Stream的使用整得明明白白，只要跟着敲一遍代码，就能很好地掌握。

案例使用的员工类

这是后面案例中使用的员工类：

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"));

class Person {
  private String name;  // 姓名
  private int salary; // 薪资
  private int age; // 年龄
  private String sex; //性别
  private String area;  // 地区

  // 构造方法
  public Person(String name, int salary, int age,String sex,String area) {
    this.name = name;
    this.salary = salary;
    this.age = age;
    this.sex = sex;
    this.area = area;
  }
  // 省略了get和set，请自行添加

}

3.1 遍历/匹配（foreach/find/match）

​​Stream​​​也是支持类似集合的遍历和匹配元素的，只是​​Stream​​​中的元素是以​​Optional​​​类型存在的。​​Stream​​的遍历、匹配非常简单。

// 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);
    }
}

3.2 筛选（filter）

筛选，是按照一定的规则校验流中的元素，将符合条件的元素提取到新的流中的操作。

案例一：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);
  }
}

预期结果：

8 9

案例二： 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），后文有详细介绍。

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("高于8000的员工姓名：" + fiterList);
  }
}

运行结果：

高于8000的员工姓名：[Tom, Anni, Owen]

3.3 聚合（max/min/count)

​​max​​​、​​min​​​、​​count​​这些字眼你一定不陌生，没错，在mysql中我们常用它们进行数据统计。Java stream中也引入了这些概念和用法，极大地方便了我们对集合、数组的数据统计工作。

案例一：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());
  }
}

输出结果：

最长的字符串：weoujgsd

案例二：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
    Optional<Integer> max2 = list.stream().max(new Comparator<Integer>() {
      @Override
      public int compare(Integer o1, Integer o2) {
        return o1.compareTo(o2);
      }
    });
    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());
  }
}

输出结果：

自然排序的最大值：11
自定义排序的最大值：11

案例三：获取员工工资最高的人。

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("员工工资最大值：" + max.get().getSalary());
  }
}

输出结果：

员工工资最大值：9500

案例四：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);
  }
}

输出结果：

list中大于6的元素个数：4

3.4 映射(map/flatMap)

映射，可以将一个流的元素按照一定的映射规则映射到另一个流中。分为​​map​​​和​​flatMap​​：

• ​​map​​：接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元素上，并将其映射成一个新的元素。
• ​​flatMap​​：接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另一个流，然后把所有流连接成一个流。

案例一：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);
  }
}

输出结果：

每个元素大写：[ABCD, BCDD, DEFDE, FTR]
每个元素+3：[4, 6, 8, 10, 12, 14]

案例二：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