JAVA 8 新特性Stream API

一、Stream API 概念

Stream API ( java.util.stream) 把真正的函数式编程风格引入到Java中。这是目前为止对Java类库最好的补充，因为Stream API可以极大提供Java程序员的生产力，让程序员写出高效率、干净、简洁的代码。

Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。使用 Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简言之，Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

二、为何使用Stream API

Stream 和 Collection 集合的区别：

Collection 是一种静态的内存数据结构；主要面向内存，存储在内存中。

Stream 是有关计算的。主要是面向 CPU，通过 CPU 实现计算。

三、什么是 Stream

Stream是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。

“集合讲的是数据，Stream讲的是计算！”

注意：

①Stream 自己不会存储元素。

②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。

③Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

四、Stream 操作步骤

1、创建 Stream

一个数据源（如：集合、数组），获取一个流

方式一：通过集合（Collection接口扩展）

Java8 中的 Collection 接口被扩展，提供了两个获取流的方法：

default Stream stream() : 返回一个顺序流
default Stream parallelStream() : 返回一个并行流

查看源码：

@Test
    public void test1() {
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();

        //返回一个顺序流
        Stream<Student> sstus = lists.stream();
        System.out.println(sstus);

        //返回一个并行流
        Stream<Student> pstus=lists.parallelStream();
        System.out.println(pstus);
    }

方式二：通过数组（Arrays数组）

Java8 中的 Arrays 的静态方法 stream() 可以获取数组流：

static Stream stream(T[] array): 返回一个流

重载形式，能够处理对应基本类型的数组：

public static IntStream stream(int[] array)
public static LongStream stream(long[] array)
public static DoubleStream stream(double[] array)

查看源码：

@Test
    public void test2() {

        //public static LongStream stream(long[] array)
        long[] longs = new long[]{199934, 4678888, 235667};
        LongStream lss = Arrays.stream(longs);
        System.out.println(lss);

        //public static <T> Stream<T> stream(T[] array) 返回一个流
        Student stu1 = new Student(1001, "mike");
        Student stu2 = new Student(1002, "peter");
        Student[] stus = new Student[]{stu1, stu2};
        Stream<Student> sstus = Arrays.stream(stus);
        System.out.println(sstus);

    }

方式三：通过Stream的of() （Stream类）

以调用Stream类静态方法 of(), 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

public static Stream of(T... values) : 返回一个流

查看源码：

 @Test
    public void test3(){
        Stream<String> stream = Stream.of("a","b","c","d");
        System.out.println(stream);

    }

方式四：创建无限流（Stream类）

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。

迭代 public static Stream iterate(final T seed, final UnaryOperator f)

生成 public static Stream generate(Supplier s)

查看源码：

@Test
    public void test4(){

//      迭代
//      public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)
         //遍历前5个奇数
        Stream.iterate(1,i->i+2).limit(5).forEach(System.out::println);


//      生成
//      public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
        Stream.generate(Math::random).limit(5).forEach(System.out::println);

    }

2、 Stream中间操作

一个中间操作链，对数据源的数据进行处理

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值”。

2.1、筛选与切片

  @Test
    public void test1() {
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();
        //顺序流(注意只能使用一次，会自动关闭)
        Stream<Student> stream=lists.stream();

        System.out.println("***********filter(Predicate p)——接收 Lambda**********************");
        //(1)filter(Predicate p)——接收 Lambda ,从流中排除某些元素。
        //过滤年龄大于30的学生信息
        lists.stream().filter(i->i.getAge()>30).forEach(System.out::println);

        System.out.println("\n***********limit(n)——截断流*************************************");
        //(2)  limit(n)——截断流，使其元素不超过给定数量。
        //显示前3条学生信息
        lists.stream().limit(3).forEach(System.out::println);

        System.out.println("\n**********skip(n) —— 跳过**************************************");
        //(3) skip(n) —— 跳过元素，返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素不足 n 个，则返回一个空流。与 limit(n) 互补
        //跳过前5条学生信息
        lists.stream().skip(5).forEach(System.out::println);

        System.out.println("\n**********distinct()——筛选**************************************");

        //(4)distinct()——筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
        //筛选重复的数据
        lists.add(new Student(1001, "张三", 34, 6000.38));
        lists.add(new Student(1001, "张三", 34, 6000.38));
        lists.add(new Student(1001, "张三", 34, 6000.38));
        lists.stream().distinct().forEach(System.out::println);
        

    }

2.2、映射

 @Test
    public void test2(){
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();

        //(1) map(Function f)——接收一个函数作为参数，将元素转换成其他形式或提取信息，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。
        //获取每一个姓名
        Stream<String> namesStream = lists.stream().map(Student::getName);
        //显示姓名长度大于2的学生信息
        namesStream.filter(i->i.length()>2).forEach(System.out::println);

        //(2)flatMap(Function f)——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。
        Stream<List<String>> stream2 = Stream.of(Arrays.asList("B","Y","E"), Arrays.asList("B", "Y", "E"));
        stream2.flatMap(i -> i.stream()).forEach(System.out::println);
        
    }

2.3、排序

@Test
    public void test3() {
        //(1) sorted()——自然排序
        List<Integer> list = Arrays.asList(12, 43, 65, 36, 0, -2, 7);
        list.stream().sorted().forEach(System.out::println);

        // (2) sorted(Comparator com)——定制排序
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();
        //根据年龄升序排序
        lists.stream().sorted((s1,s2)->{
            return Integer.compare(s1.getAge(),s2.getAge());
        }).forEach(System.out::println);
    }

3、Stream终止操作(终端操作)

一旦执行终止操作，就执行中间操作链，并产生结果。之后，不会再被使用。

终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。

流进行了终止操作后，不能再次使用。

3.1、匹配与查找

//1-匹配与查找
    @Test
    public void test4(){
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();

//      (1)  allMatch(Predicate p)——检查是否匹配所有元素。
        //查找所有的学生年龄都大于26
        boolean flag=lists.stream().allMatch(i->i.getAge()>26);
        System.out.println(flag);

   //   (2) anyMatch(Predicate p)——检查是否至少匹配一个元素。
        //查找学生年龄有大于26
         flag=lists.stream().anyMatch(i->i.getAge()>26);
         System.out.println(flag);

         //(3) noneMatch(Predicate p)——检查是否没有匹配的元素。
        //查找学生没有姓“宋”
        flag=lists.stream().noneMatch(i->i.getName().startsWith("宋"));
        System.out.println(flag);

        //(4) findFirst——返回第一个元素
        Optional<Student> os=lists.stream().findFirst();
        System.out.println(os);

        //(5) findAny——返回当前流中的任意元素
        Optional<Student> os2=lists.parallelStream().findAny();
        System.out.println(os2);

    }

   @Test
    public void test5(){
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();
        //(1) count——返回流中元素的总个数
        long count=lists.stream().filter(i->i.getAge()>26).count();
        System.out.println(count);


        //(2) max(Comparator c)——返回流中最大值
        // 查找最高的余额：
        Optional<Student> max=lists.stream().max((s1,s2)->Double.compare(s1.getMoney(),s2.getMoney()));
        System.out.println(max);

        //(3) min(Comparator c)——返回流中最小值
        // 查找最高的余额：
        Optional<Student> min=lists.stream().min((s1,s2)->Double.compare(s1.getMoney(),s2.getMoney()));
        System.out.println(min);

        // (4)forEach(Consumer c)——内部迭代
        lists.stream().forEach(System.out::println);

        //使用集合的遍历操作
        lists.forEach(System.out::println);

    }

3.2、归约

map 和 reduce 的连接通常称为 map-reduce 模式，因 Google 用它来进行网络搜索而出名

    @Test
    public void test6() {
        // (1) reduce(T identity, BinaryOperator)——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 T
        //生成5个奇数1-9
//        Stream.iterate(1,i->i+2).limit(5).forEach(System.out::println);
        Stream<Integer> stream1 = Stream.iterate(1, i -> i + 2).limit(5);
//        //计算这奇数总和
        Integer sum = stream1.reduce(0,Integer::sum);
        System.out.println(sum);


//     (2)  reduce(BinaryOperator) ——可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。返回 Optional<T>
        //计算学生余额总和
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();
        //先找到余额，再计算总和
        Optional<Double> oosum= lists.stream().map(s->s.getMoney()).reduce((s1, s2)->s1+s2);
        System.out.println(oosum);
        
    }

3.3、收集

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集的操作(如收集到 List、Set、 Map)。

    @Test
    public void test7(){
// (1)  collect(Collector c)——将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的实现，用于给Stream中元素做汇总的方法
        //集合数据
        List<Student> lists = StudentDB.getStudents();
//        查找余额大于7000的，结果返回为一个List或Set
        List<Student> lls=lists.stream().filter(i->i.getMoney()>7000).collect(Collectors.toList());
        lls.forEach(System.out::println);

        System.out.println("-----------------------------------");
        Set<Student> sets=lists.stream().filter(i->i.getMoney()>8000).collect(Collectors.toSet());
        sets.forEach(System.out::println);

        //统计学生流的个数
        System.out.println("-----------------------------------");
        long count=lists.stream().collect(Collectors.counting());
        System.out.println("个数:"+count);

        //统计学生流的整数的总和，平均值
        System.out.println("-----------------------------------");
        double sums=lists.stream().collect(Collectors.summingDouble(Student::getMoney));
        System.out.println("总和:"+sums);

        double avgs=lists.stream().collect(Collectors.averagingDouble(Student::getMoney));
        System.out.println("平均值:"+avgs);
    }