Java中Stream流详解

不念不忘少年蓝@ 2023-10-12 14:38 62阅读 0赞

今天在Java学习中，遇到了starm这个操作方式，了解后发现很多操作都很实用并且在项目开发中经常用到，特写下此篇博客用来记录。

#### 目录 ####

*   *  一、Stream基础概念
     *   *  Stream操作中的惰性计算
         *  创建Stream
     *  二、常用的Stream操作方法
     *   *  filter
         *  map
         *  sorted
         *  distinct
         *  count
         *  reduce
         *  forEach
     *  三、总结

### 一、Stream基础概念 ###

Stream是Java 8中引入的全新API，可以极大地方便我们对集合、数组等数据源进行连续操作。它可以简化我们的代码，使代码更加易于维护和理解。Stream实际上是一种惰性计算的方式，只有需要输出结果时，才会开始计算。

#### Stream操作中的惰性计算 ####

Stream只是对于原有数据的操作方式，数据本身并没有改变。因此，在对Stream进行操作时，实际上是将操作指令存储在操作流中并未计算执行，直到需要输出结果时才会被触发。这种方式可以减少计算量和开销，提高效率。

#### 创建Stream ####

可以从很多种数据源中创建Stream，例如List、Set或者任何其他实现了Iterable接口的类。创建方式很简单，使用`stream()`或`parallelStream()`方法即可。

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
    Stream<String> stream = list.stream(); // 串行Stream
    Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); // 并行Stream

### 二、常用的Stream操作方法 ###

常用的Stream操作包括：过滤、映射、排序、去重、计数、归约等等。

#### filter ####

过滤方法`filter`用于对Stream中的元素进行筛选，只保留符合指定条件的元素。其函数式接口为`Predicate<T>`，其方法为`boolean test(T t)`，接受一个T类型的对象，并返回一个`boolean`类型值。当该方法返回`true`时，说明该元素符合条件，将被保留在Stream中。

例如以下代码：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "pear");
    Stream<String> stream = list.stream().filter(s -> s.length() > 5);

其中的lamdba表达式`s -> s.length() > 5`用于筛选长度大于5的字符串。

#### map ####

映射方法`map`用于将Stream中的元素根据指定规则进行转换。其函数式接口为`Function<T, R>`，其方法为`R apply(T t)`，接受一个T类型的对象，并返回一个R类型的对象。实质上，map方法就是对Stream中各元素做一个同类型的映射。

例如以下代码：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "pear");
    Stream<Integer> stream = list.stream().map(String::length);

其中的方法引用`String::length`用于将每个字符串对象转换成其长度值。

#### sorted ####

排序方法`sorted`用于对Stream中的元素进行排序。其函数式接口为`Comparator<T>`，其方法为`int compare(T o1, T o2)`，接受两个T类型的对象，并返回一个`int`类型值。当返回值为负数时，说明o1应排在o2前面；当返回值为正数时，说明o1应排在o2后面；当返回值为0时，说明o1与o2的顺序不确定。

例如以下代码：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "pear");
    Stream<String> stream = list.stream().sorted();

其中，Stream将使用默认的排序规则对元素进行排序。

#### distinct ####

去重方法`distinct`用于将Stream中的重复元素去除，只保留一个。其使用equals方法进行比较，因此需要保证数据源中的元素正确实现了equals方法。

例如以下代码：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "banana");
    Stream<String> stream = list.stream().distinct();

其中，Stream中的元素"banana"出现了两次，但在调用distinct方法后，只保留了一次的"banana"元素。

#### count ####

计数方法`count`用于返回Stream中元素的数量，返回值为`long`类型。

例如以下代码：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "pear");
    long count = list.stream().count();

其中，count方法返回的值为4，即Stream中元素的数量。

#### reduce ####

归约方法`reduce`用于将Stream中的元素归约成一个值。其函数式接口为`BinaryOperator<T>`，其方法为`apply(T t1, T t2)`，用于对两个T类型值进行归约，返回一个T类型值。reduce方法接受两个参数：第一个参数表示归约操作的初始值，可以为任意类型的对象；第二个参数为一个BinaryOperator类型的对象，用于对Stream中所有元素递归地进行归约操作。

例如以下代码：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    int sum = list.stream().reduce(0, Integer::sum);

#### forEach ####

`forEach`方法用于对Stream中的每个元素执行指定的操作，其函数式接口为`Consumer<T>`，其方法为`void accept(T t)`。`forEach`是一个终端操作，对于同一个Stream只能进行一次，一旦执行了终端操作，该Stream就不能再重复使用了。

例如以下代码：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
    list.stream().forEach(System.out::println);

其中，先通过`stream`方法将集合转换为Stream流，接着使用`forEach`方法对每个整数进行输出，最终输出结果为：

1
    2
    3
    4
    5

### 三、总结 ###

Stream是Java 8中非常重要的一个API，可以极大地方便我们对列表、集合等数据源进行连续操作。Stream操作可以极大地简化我们的代码，提高效率，因此在Java编程中应该熟练使用Stream。需要注意的是，在对Stream进行操作时，应该注意Stream的惰性计算特性，以避免不必要的计算开销。