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Stream 概述

Stream API ( java.util.stream) 把真正的函數式編程風格引入到Java中。這是目前為止對Java類庫最好的補充，因為Stream API可以極大提供Java程序員的生產力，讓程序員寫出高效率、干凈、簡潔的代碼。

Stream 是 Java8 中處理集合的關鍵抽象概念，它可以指定你希望對集合進行的操作，可以執行非常復雜的查找、過濾和映射數據等操作。使用Stream API 對集合數據進行操作，就類似于使用 SQL 執行的數據庫查詢。也可以使用 Stream API 來并行執行操作。簡言之，Stream API提供了一種高效且易于使用的處理數據的方式。

實際開發中，項目中多數數據源都來自于Mysql，Oracle等。但隨著數據源豐富，有MongDB，Radis等，這些NoSQL的數據就需要Java層面去處理。

Stream 和 Collection 集合的區別：Collection 是一種靜態的內存數據結構，而Stream 是有關計算的。前者是主要面向內存，存儲在內存中，后者主要是面向 CPU，通過 CPU 實現計算。

Stream 是數據渠道，用于操作數據源（集合、數組等）所生成的元素序列。
“集合講的是數據，Stream講的是計算。”

注意：
①Stream 不會存儲元素。
②Stream 不會改變源對象。其會返回一個持有結果的新Stream。
③Stream 操作是延遲執行的。其會等到需要結果的時候才執行。

Stream 操作的三個步驟：
①Stream 實例化（創建）：一個數據源（如：集合、數組），獲取一個流。
②中間操作：一個中間操作鏈，對數據源的數據進行處理。
③終止操作(終端操作)：一旦執行終止操作，就執行中間操作鏈，并產生結果。之后，不能再被使用（需要的話需要另一個Stream）。

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

Stream 實例化

1、方式一：通過集合

Java8 中的 Collection 接口被擴展，提供了兩個獲取流的方法：

import java.util.ArrayList;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      List<String> arrayList = new ArrayList<>();
      arrayList.add("aa");
      arrayList.add("哈哈");
      arrayList.add("99");
      //返回一個順序流，即"aa"->"哈哈"->"99"
      Stream<String> stream1 = arrayList.stream();
      //返回一個并行流
      Stream<String> stream2 = arrayList.parallelStream();
  }
}

2、方式二：通過數組

Java8 中的 Arrays 的靜態方法 stream() 可以獲取數組流：

import java.util.Arrays;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      Double[] doubles = {1.1, 2.0, 4.3, 9.9};
      Stream<Double> stream = Arrays.stream(doubles);
  }
}

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

3、方式三：通過Stream的of()

調用Stream類靜態方法 of()，通過顯示值創建一個流，其可接收任意數量的參數：

import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      Double[] doubles = {1.1, 2.0, 4.3, 9.9};
      Stream<Double> doubles1 = Stream.of(doubles);
      Stream<? extends Number> stream = Stream.of(1, 2, 3, 9.9);
  }
}

4、方式四：創建無限流

可以使用靜態方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate() 創建無限流：

import java.util.stream.Stream;

public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      // 迭代
      // public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)
      Stream<Integer> stream = Stream.iterate(0, x -> x + 2);
      stream.limit(10).forEach(System.out::println);
      // 生成
      // public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
      Stream<Double> stream1 = Stream.generate(Math::random);
      stream1.limit(10).forEach(System.out::println);
  }
}

Stream 中間操作

多個中間操作可以連接起來形成一個流水線，除非流水線上觸發終止操作，否則中間操作不會執行任何的處理。而在終止操作時一次性全部處理，稱為“惰性求值”。

1、篩選與切片

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-10-05-17:25
* @Description:
*/
public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      List<String> arrayList = Arrays.asList("aa","bb","cc","aa");
      Stream<String> stream = arrayList.stream();
      stream.filter(e -> !e.equals("aa")).forEach(System.out :: println); //bb cc
      System.out.println("==========");
      arrayList.stream().limit(2).forEach(System.out :: println); //aa bb
      System.out.println("==========");
      arrayList.stream().skip(2).forEach(System.out :: println); //cc aa
      System.out.println("==========");
      arrayList.stream().distinct().forEach(System.out :: println); //aa bb cc
  }
}

2、映射

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-10-05-17:25
* @Description:
*/
public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      List<String> arrayList = Arrays.asList("aa","bb","cc","aa");
      Stream<String> stream = arrayList.stream();
      stream.map(x -> x.toUpperCase()).forEach(System.out :: println); //AA BB CC AA
      System.out.println("====================");
      arrayList.stream().map(StreamAPITest::fromStringToStream).forEach(System.out :: println); //類似于add()
      arrayList.stream().flatMap(StreamAPITest::fromStringToStream).forEach(System.out :: println); //類似于addAll()
  }

  public static Stream<Character> fromStringToStream(String str){
      ArrayList<Character> arrayList = new ArrayList<>();
      for (Character c : str.toCharArray()){
          arrayList.add(c);
      }
      return arrayList.stream();
  }
}

3、排序

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-10-05-17:25
* @Description:
*/
public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);
      list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
      System.out.println("===============");
      list.stream().sorted((e1,e2) -> -Integer.compare(e1,e2)).forEach(System.out :: println);
  }
}

Stream 終止操作

終端操作會從流的流水線生成結果。其結果可以是任何不是流的值，例如：List、Integer，甚至是 void 。流進行了終止操作后，不能再次使用。

1、匹配與查找

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-10-05-17:25
* @Description:
*/
public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);

      boolean allMatch = list.stream().allMatch(e -> e > 0);
      System.out.println(allMatch);
      boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(e -> e > 0);
      System.out.println(anyMatch);
      boolean noneMatch = list.stream().noneMatch(e -> e > 100);
      System.out.println(noneMatch);

      System.out.println("==========================");

      Optional<Integer> first = list.stream().sorted().findFirst();
      System.out.println(first);
      Optional<Integer> any = list.parallelStream().findAny();
      System.out.println(any);

      System.out.println("==========================");

      long count = list.stream().filter(e -> e > 0).count();
      System.out.println(count);

      System.out.println("==========================");

      Optional<Integer> max = list.stream().max(Integer :: compare);
      System.out.println(max);
      Optional<Integer> min = list.stream().min((e1, e2) -> Integer.compare(e1, e2));
      System.out.println(min);

      System.out.println("==========================");
      list.stream().forEach(System.out :: println);
  }
}

2、歸約

map 和 reduce 的連接通常稱為 map-reduce 模式，因 Google 用它來進行網絡搜索而出名。

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Optional;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-10-05-17:25
* @Description:
*/
public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);
      Integer reduce1 = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
      Integer reduce11 = list.stream().reduce(0, (e1,e2) -> e1 + e2);
      System.out.println(reduce1);
      System.out.println(reduce11);
      Optional<Integer> reduce2 = list.stream().reduce(Integer::sum);
      System.out.println(reduce2);
  }
}

3、收集

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

Collector 接口中方法的實現決定了如何對流執行收集的操作(如收集到 List、Set、
Map)。另外， Collectors 實用類提供了很多靜態方法，可以方便地創建常見收集器實例，具體方法與實例如下表：

一文帶你掌握Java8強大的StreamAPI

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
* @Author: Yeman
* @Date: 2021-10-05-17:25
* @Description:
*/
public class StreamAPITest {
  public static void main(String[] args) {
      List<Integer> list = Arrays.asList(2, -9, 0, 22, 6, -1);
      List<Integer> collect = list.stream().filter(e -> e > 0).collect(Collectors.toList());
      collect.forEach(System.out :: println); //2 22 6
  }
}

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