Java 8 API添加了一個新的抽象稱為流Stream,可以讓你以一種聲明的方式處理數(shù)據(jù)。
Stream 使用一種類似用 SQL 語句從數(shù)據(jù)庫查詢數(shù)據(jù)的直觀方式來提供一種對 Java 集合運算和表達的高階抽象。
Stream API可以極大提高Java程序員的生產(chǎn)力,讓程序員寫出高效率、干凈、簡潔的代碼。
這種風格將要處理的元素集合看作一種流, 流在管道中傳輸, 并且可以在管道的節(jié)點上進行處理, 比如篩選, 排序,聚合等。
元素流在管道中經(jīng)過中間操作(intermediate operation)的處理,最后由最終操作(terminal operation)得到前面處理的結(jié)果。
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+ | stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect| +--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
以上的流程轉(zhuǎn)換為 Java 代碼為:
List<Integer> transactionsIds = widgets.stream() .filter(b -> b.getColor() == RED) .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight()) .mapToInt(Widget::getWeight) .sum();
Stream(流)是一個來自數(shù)據(jù)源的元素隊列并支持聚合操作
元素隊列 元素是特定類型的對象,形成一個隊列。 Java中的Stream并不會存儲元素,而是按需計算。
數(shù)據(jù)源 流的來源。 可以是集合,數(shù)組,I/O channel, 產(chǎn)生器generator 等。
聚合操作 類似SQL語句一樣的操作, 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。
和以前的Collection操作不同, Stream操作還有兩個基礎(chǔ)的特征:
Pipelining: 中間操作都會返回流對象本身。 這樣多個操作可以串聯(lián)成一個管道, 如同流式風格(fluent style)。 這樣做可以對操作進行優(yōu)化, 比如延遲執(zhí)行(laziness)和短路( short-circuiting)。
內(nèi)部迭代: 以前對集合遍歷都是通過Iterator或者For-Each的方式, 顯式的在集合外部進行迭代, 這叫做外部迭代。 Stream提供了內(nèi)部迭代的方式, 通過訪問者模式(Visitor)實現(xiàn)。
在 Java 8 中, 集合接口有兩個方法來生成流:
stream() ? 為集合創(chuàng)建串行流。
parallelStream() ? 為集合創(chuàng)建并行流。
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
Stream 提供了新的方法 'forEach' 來迭代流中的每個數(shù)據(jù)。以下代碼片段使用 forEach 輸出了10個隨機數(shù):
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
map 方法用于映射每個元素到對應的結(jié)果,以下代碼片段使用 map 輸出了元素對應的平方數(shù):
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); // 獲取對應的平方數(shù) List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
filter 方法用于通過設(shè)置的條件過濾出元素。以下代碼片段使用 filter 方法過濾出空字符串:
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // 獲取空字符串的數(shù)量 long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
limit 方法用于獲取指定數(shù)量的流。 以下代碼片段使用 limit 方法打印出 10 條數(shù)據(jù):
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
sorted 方法用于對流進行排序。以下代碼片段使用 sorted 方法對輸出的 10 個隨機數(shù)進行排序:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
parallelStream 是流并行處理程序的代替方法。以下示例我們使用 parallelStream 來輸出空字符串的數(shù)量:
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // 獲取空字符串的數(shù)量 long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
我們可以很容易的在順序運行和并行直接切換。
Collectors 類實現(xiàn)了很多歸約操作,例如將流轉(zhuǎn)換成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串:
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()); System.out.println("篩選列表: " + filtered); String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("合并字符串: " + mergedString);
另外,一些產(chǎn)生統(tǒng)計結(jié)果的收集器也非常有用。它們主要用于int、double、long等基本類型上,它們可以用來產(chǎn)生類似如下的統(tǒng)計結(jié)果。
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics(); System.out.println("列表中最大的數(shù) : " + stats.getMax()); System.out.println("列表中最小的數(shù) : " + stats.getMin()); System.out.println("所有數(shù)之和 : " + stats.getSum()); System.out.println("平均數(shù) : " + stats.getAverage());
將以下代碼放入 Java8Tester.java 文件中:
import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.IntSummaryStatistics; import java.util.List; import java.util.Random; import java.util.stream.Collectors; import java.util.Map; public class Java8Tester { public static void main(String args[]){ System.out.println("使用 Java 7: "); // 計算空字符串 List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); System.out.println("列表: " +strings); long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings); System.out.println("空字符數(shù)量為: " + count); count = getCountLength2UsingJava7(strings); System.out.println("字符串長度為 3 的數(shù)量為: " + count); // 刪除空字符串 List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings); System.out.println("篩選后的列表: " + filtered); // 刪除空字符串,并使用逗號把它們合并起來 String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", "); System.out.println("合并字符串: " + mergedString); List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); // 獲取列表元素平方數(shù) List<Integer> squaresList = getSquares(numbers); System.out.println("平方數(shù)列表: " + squaresList); List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19); System.out.println("列表: " +integers); System.out.println("列表中最大的數(shù) : " + getMax(integers)); System.out.println("列表中最小的數(shù) : " + getMin(integers)); System.out.println("所有數(shù)之和 : " + getSum(integers)); System.out.println("平均數(shù) : " + getAverage(integers)); System.out.println("隨機數(shù): "); // 輸出10個隨機數(shù) Random random = new Random(); for(int i=0; i < 10; i++){ System.out.println(random.nextInt()); } System.out.println("使用 Java 8: "); System.out.println("列表: " +strings); count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count(); System.out.println("空字符串數(shù)量為: " + count); count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count(); System.out.println("字符串長度為 3 的數(shù)量為: " + count); filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()); System.out.println("篩選后的列表: " + filtered); mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("合并字符串: " + mergedString); squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList()); System.out.println("Squares List: " + squaresList); System.out.println("列表: " +integers); IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics(); System.out.println("列表中最大的數(shù) : " + stats.getMax()); System.out.println("列表中最小的數(shù) : " + stats.getMin()); System.out.println("所有數(shù)之和 : " + stats.getSum()); System.out.println("平均數(shù) : " + stats.getAverage()); System.out.println("隨機數(shù): "); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println); // 并行處理 count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count(); System.out.println("空字符串的數(shù)量為: " + count); } private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){ int count = 0; for(String string: strings){ if(string.isEmpty()){ count++; } } return count; } private static int getCountLength2UsingJava7(List<String> strings){ int count = 0; for(String string: strings){ if(string.length() == 3){ count++; } } return count; } private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings){ List<String> filteredList = new ArrayList<String>(); for(String string: strings){ if(!string.isEmpty()){ filteredList.add(string); } } return filteredList; } private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator){ StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); for(String string: strings){ if(!string.isEmpty()){ stringBuilder.append(string); stringBuilder.append(separator); } } String mergedString = stringBuilder.toString(); return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2); } private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers){ List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>(); for(Integer number: numbers){ Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue()); if(!squaresList.contains(square)){ squaresList.add(square); } } return squaresList; } private static int getMax(List<Integer> numbers){ int max = numbers.get(0); for(int i=1;i < numbers.size();i++){ Integer number = numbers.get(i); if(number.intValue() > max){ max = number.intValue(); } } return max; } private static int getMin(List<Integer> numbers){ int min = numbers.get(0); for(int i=1;i < numbers.size();i++){ Integer number = numbers.get(i); if(number.intValue() < min){ min = number.intValue(); } } return min; } private static int getSum(List numbers){ int sum = (int)(numbers.get(0)); for(int i=1;i < numbers.size();i++){ sum += (int)numbers.get(i); } return sum; } private static int getAverage(List<Integer> numbers){ return getSum(numbers) / numbers.size(); } }
執(zhí)行以上腳本,輸出結(jié)果為:
$ javac Java8Tester.java $ java Java8Tester 使用 Java 7: 列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl] 空字符數(shù)量為: 2 字符串長度為 3 的數(shù)量為: 3 篩選后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl] 合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl 平方數(shù)列表: [9, 4, 49, 25] 列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19] 列表中最大的數(shù) : 19 列表中最小的數(shù) : 1 所有數(shù)之和 : 85 平均數(shù) : 9 隨機數(shù): -393170844 -963842252 447036679 -1043163142 -881079698 221586850 -1101570113 576190039 -1045184578 1647841045 使用 Java 8: 列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl] 空字符串數(shù)量為: 2 字符串長度為 3 的數(shù)量為: 3 篩選后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl] 合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl Squares List: [9, 4, 49, 25] 列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19] 列表中最大的數(shù) : 19 列表中最小的數(shù) : 1 所有數(shù)之和 : 85 平均數(shù) : 9.444444444444445 隨機數(shù): -1743813696 -1301974944 -1299484995 -779981186 136544902 555792023 1243315896 1264920849 1472077135 1706423674 空字符串的數(shù)量為: 2