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尚硅谷java8学习记录2-Stream API和方法引用、构造器引用

1448人浏览 / 0人评论 / | 作者:因情语写  | 分类: JAVA基础  | 标签: JAVA  | 

作者:因情语写

链接:https://www.qingyu.blue/article/494

声明:请尊重原作者的劳动,如需转载请注明出处


    强大的 Stream API

    了解 Stream

    Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式;另外一个则是 Stream API(java.util.stream.*)。
    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。简而言之,Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

    什么是 Stream

    流(Stream) 到底是什么呢?

    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,流讲的是计算! ”

    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。

    Stream 的操作三个步骤

  • 创建 Stream

    一个数据源(如: 集合、数组), 获取一个流

  • 中间操作

    一个中间操作链,对数据源的数据进行处理

  • 终止操作(终端操作)

    一个终止操作,执行中间操作链,并产生结果

    创建 Stream

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

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

    由数组创建流

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

  • static <T> Stream<T> 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)

    由值创建流

    可以使用静态方法 Stream.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<T> Stream<T> of(T... values) : 返回一个流

    由函数创建流:创建无限流

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

  • 迭代

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

  • 生成

    public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)

        //1. Collection 提供了两个方法  stream() 与 parallelStream()
		List<String> list = new ArrayList<>();
		Stream<String> stream = list.stream(); //获取一个顺序流
		Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); //获取一个并行流
		
		//2. 通过 Arrays 中的 stream() 获取一个数组流
		Integer[] nums = new Integer[10];
		Stream<Integer> stream1 = Arrays.stream(nums);
		
		//3. 通过 Stream 类中静态方法 of()
		Stream<Integer> stream2 = Stream.of(1,2,3,4,5,6);
		
		//4. 创建无限流
		//迭代
		Stream<Integer> stream3 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 2).limit(10);
		stream3.forEach(System.out::println);
		
		//生成
		Stream<Double> stream4 = Stream.generate(Math::random).limit(2);
		stream4.forEach(System.out::println);

    Stream 的中间操作

    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” 。

    筛选与切片

    //2. 中间操作
	List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(102, "李四", 59, 6666.66),
			new Employee(101, "张三", 18, 9999.99),
			new Employee(103, "王五", 28, 3333.33),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(105, "田七", 38, 5555.55)
	);

//2. 中间操作
	List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(102, "李四", 59, 6666.66),
			new Employee(101, "张三", 18, 9999.99),
			new Employee(103, "王五", 28, 3333.33),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(105, "田七", 38, 5555.55)
	);
	
	/*
	  筛选与切片
		filter——接收 Lambda , 从流中排除某些元素。
		limit——截断流,使其元素不超过给定数量。
		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
		distinct——筛选,通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
	 */
	
	//内部迭代:迭代操作 Stream API 内部完成
	@Test
	public void test2(){
		//所有的中间操作不会做任何的处理
		Stream<Employee> stream = emps.stream()
			.filter((e) -> {
				System.out.println("测试中间操作");
				return e.getAge() <= 35;
			});
		
		//只有当做终止操作时,所有的中间操作会一次性的全部执行,称为“惰性求值”
		stream.forEach(System.out::println);
	}
	
	//外部迭代
	@Test
	public void test3(){
		Iterator<Employee> it = emps.iterator();
		
		while(it.hasNext()){
			System.out.println(it.next());
		}
	}
	
	// 过滤,截取
	@Test
	public void test4(){
		emps.stream()
			.filter((e) -> {
				System.out.println("短路!"); // &&  ||
				return e.getSalary() >= 5000;
			})
			.limit(3)
			.forEach(System.out::println);
	}
	
	// 过滤,跳过
	@Test
	public void test5(){
		emps.parallelStream()
			.filter((e) -> e.getSalary() >= 5000)
			.skip(2)
			.forEach(System.out::println);
	}
	
	// 去重
	@Test
	public void test6(){
		emps.stream()
			.distinct()
			.forEach(System.out::println);
	}

        映射

	List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(102, "李四", 59, 6666.66),
			new Employee(101, "张三", 18, 9999.99),
			new Employee(103, "王五", 28, 3333.33),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(105, "田七", 38, 5555.55)
	);

    // map操作:流中的每个对象转化为另一个流中的每个对象
	// flatMap:流中的每个对象也是一个流,将所有流的对象合并成一个流
	// mapToXXX:流中的每个对象转化为另一个流中的XXX对象
	@Test
	public void test1(){
		Stream<String> str = emps.stream()
			.map((e) -> e.getName());
		
		System.out.println("-------------------------------------------");
		
		List<String> strList = Arrays.asList("aaa", "bbb", "ccc", "ddd", "eee");
		
		Stream<String> stream = strList.stream()
			   .map(String::toUpperCase);
		
		stream.forEach(System.out::println);
		
		Stream<Stream<Character>> stream2 = strList.stream()
			   .map(TestStreamAPI1::filterCharacter);
		
		stream2.forEach((sm) -> {
			sm.forEach(System.out::println);
		});
		
		System.out.println("---------------------------------------------");
		
		Stream<Character> stream3 = strList.stream()
			   .flatMap(TestStreamAPI1::filterCharacter);
		
		stream3.forEach(System.out::println);
	}

	public static Stream<Character> filterCharacter(String str){
		List<Character> list = new ArrayList<>();
		
		for (Character ch : str.toCharArray()) {
			list.add(ch);
		}
		
		return list.stream();
	}

        排序

	List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(102, "李四", 59, 6666.66),
			new Employee(101, "张三", 18, 9999.99),
			new Employee(103, "王五", 28, 3333.33),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77),
			new Employee(105, "田七", 38, 5555.55)
	);

    /*
		sorted()——自然排序
		sorted(Comparator com)——定制排序
	 */
	@Test
	public void test2(){
		emps.stream()
			.map(Employee::getName)
			.sorted()
			.forEach(System.out::println);
		
		System.out.println("------------------------------------");
		
		emps.stream()
			.sorted((x, y) -> {
				if(x.getAge() == y.getAge()){
					return x.getName().compareTo(y.getName());
				}else{
					return Integer.compare(x.getAge(), y.getAge());
				}
			}).forEach(System.out::println);
	}

    Stream 的终止操作

    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 。

    查找与匹配

	List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(102, "李四", 59, 6666.66, Status.BUSY),
			new Employee(101, "张三", 18, 9999.99, Status.FREE),
			new Employee(103, "王五", 28, 3333.33, Status.VOCATION),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.BUSY),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.FREE),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.FREE),
			new Employee(105, "田七", 38, 5555.55, Status.BUSY)
	);

    /*
		allMatch——检查是否匹配所有元素
		anyMatch——检查是否至少匹配一个元素
		noneMatch——检查是否没有匹配的元素
		findFirst——返回第一个元素
		findAny——返回当前流中的任意元素
		count——返回流中元素的总个数
		max——返回流中最大值
		min——返回流中最小值
	 */
	// 匹配
	@Test
	public void test1(){
			boolean bl = emps.stream()
				.allMatch((e) -> e.getStatus().equals(Status.BUSY));
			
			System.out.println(bl);
			
			boolean bl1 = emps.stream()
				.anyMatch((e) -> e.getStatus().equals(Status.BUSY));
			
			System.out.println(bl1);
			
			boolean bl2 = emps.stream()
				.noneMatch((e) -> e.getStatus().equals(Status.BUSY));
			
			System.out.println(bl2);
	}
	
	// 查找
	@Test
	public void test2(){
		Optional<Employee> op = emps.stream()
			.sorted((e1, e2) -> Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary()))
			.findFirst();
		
		System.out.println(op.get());
		
		System.out.println("--------------------------------");
		
		Optional<Employee> op2 = emps.parallelStream()
			.filter((e) -> e.getStatus().equals(Status.FREE))
			.findAny();
		
		System.out.println(op2.get());
	}
	
	// 计数,最大值,最小值
	@Test
	public void test3(){
		long count = emps.stream()
						 .filter((e) -> e.getStatus().equals(Status.FREE))
						 .count();
		
		System.out.println(count);
		
		Optional<Double> op = emps.stream()
			.map(Employee::getSalary)
			.max(Double::compare);
		
		System.out.println(op.get());
		
		Optional<Employee> op2 = emps.stream()
			.min((e1, e2) -> Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary()));
		
		System.out.println(op2.get());
	}
	
	//注意:流进行了终止操作后,不能再次使用
	@Test
	public void test4(){
		Stream<Employee> stream = emps.stream()
		 .filter((e) -> e.getStatus().equals(Status.FREE));
		
		long count = stream.count();
		
		// 这里运行会报错
		stream.map(Employee::getSalary)
			.max(Double::compare);
	}

    归约

	List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(102, "李四", 79, 6666.66, Status.BUSY),
			new Employee(101, "张三", 18, 9999.99, Status.FREE),
			new Employee(103, "王五", 28, 3333.33, Status.VOCATION),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.BUSY),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.FREE),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.FREE),
			new Employee(105, "田七", 38, 5555.55, Status.BUSY)
	);
	
    /*
		归约 ——可以将流中元素反复结合起来,得到一个值。
		reduce(T identity, BinaryOperator):初值为identity
		reduce(BinaryOperator):初值为第一个元素
	 */
	@Test
	public void test1(){
		List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
		
		Integer sum = list.stream()
			.reduce(0, (x, y) -> x + y);
		
		System.out.println(sum);
		
		System.out.println("----------------------------------------");
		
		Optional<Double> op = emps.stream()
			.map(Employee::getSalary)
			.reduce(Double::sum);
		
		System.out.println(op.get());
	}
	
	//需求:搜索名字中 “六” 出现的次数
	@Test
	public void test2(){
		Optional<Integer> sum = emps.stream()
			.map(Employee::getName)
			.flatMap(TestStreamAPI1::filterCharacter)
			.map((ch) -> {
				if(ch.equals('六'))
					return 1;
				else 
					return 0;
			}).reduce(Integer::sum);
		
		System.out.println(sum.get());
	}

    收集

    Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集操作(如收集到 List、 Set、 Map)。但是 Collectors 实用类提供了很多静态方法,可以方便地创建常见收集器实例, 具体方法与实例如下表:

	List<Employee> emps = Arrays.asList(
			new Employee(102, "李四", 79, 6666.66, Status.BUSY),
			new Employee(101, "张三", 18, 9999.99, Status.FREE),
			new Employee(103, "王五", 28, 3333.33, Status.VOCATION),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.BUSY),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.FREE),
			new Employee(104, "赵六", 8, 7777.77, Status.FREE),
			new Employee(105, "田七", 38, 5555.55, Status.BUSY)
	);
	
    //collect——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
	@Test
	public void test3(){
		// to list
		List<String> list = emps.stream()
			.map(Employee::getName)
			.collect(Collectors.toList());
		
		list.forEach(System.out::println);
		
		System.out.println("----------------------------------");
		
		// to set
		Set<String> set = emps.stream()
			.map(Employee::getName)
			.collect(Collectors.toSet());
		
		set.forEach(System.out::println);

		System.out.println("----------------------------------");
		
		// to HashSet
		HashSet<String> hs = emps.stream()
			.map(Employee::getName)
			.collect(Collectors.toCollection(HashSet::new));
		
		hs.forEach(System.out::println);
	}
	
	@Test
	public void test4(){
		// 取最大值
		Optional<Double> max = emps.stream()
			.map(Employee::getSalary)
			.collect(Collectors.maxBy(Double::compare));
		
		System.out.println(max.get());
		
		// 取最小值 
		Optional<Employee> op = emps.stream()
			.collect(Collectors.minBy((e1, e2) -> Double.compare(e1.getSalary(), e2.getSalary())));
		
		System.out.println(op.get());
		
		// 求和
		Double sum = emps.stream()
			.collect(Collectors.summingDouble(Employee::getSalary));
		
		System.out.println(sum);
		
		// 平均值
		Double avg = emps.stream()
			.collect(Collectors.averagingDouble(Employee::getSalary));
		
		System.out.println(avg);
		
		// 计数
		Long count = emps.stream()
			.collect(Collectors.counting());
		
		System.out.println(count);
		
		System.out.println("--------------------------------------------");
		
		// 统计
		DoubleSummaryStatistics dss = emps.stream()
			.collect(Collectors.summarizingDouble(Employee::getSalary));
		
		System.out.println(dss.getMax());
	}
	
	//分组
	@Test
	public void test5(){
		Map<Status, List<Employee>> map = emps.stream()
			.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus));
		
		System.out.println(map);
	}
	
	//多级分组
	@Test
	public void test6(){
		Map<Status, Map<String, List<Employee>>> map = emps.stream()
			.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus, Collectors.groupingBy((e) -> {
				if(e.getAge() >= 60)
					return "老年";
				else if(e.getAge() >= 35)
					return "中年";
				else
					return "成年";
			})));
		
		System.out.println(map);
	}
	
	//分区
	@Test
	public void test7(){
		Map<Boolean, List<Employee>> map = emps.stream()
			.collect(Collectors.partitioningBy((e) -> e.getSalary() >= 5000));
		
		System.out.println(map);
	}
	
	// 连接
	@Test
	public void test8(){
		String str = emps.stream()
			.map(Employee::getName)
			.collect(Collectors.joining("," , "++++", "----"));// 连接符,前导符,结尾符
		
		System.out.println(str);
	}
	
	// 归约
	@Test
	public void test9(){
		Optional<Double> sum = emps.stream()
			.map(Employee::getSalary)
			.collect(Collectors.reducing(Double::sum));
		
		System.out.println(sum.get());
	}

    方法引用与构造器引用

    方法引用

    当要传递给Lambda体的操作,已经有实现的方法了,可以使用方法引用!(实现抽象方法的参数列表,必须与方法引用方法的参数列表保持一致! )方法引用:使用操作符 “::” 将方法名和对象或类的名字分隔开来。如下三种主要使用情况:

  • 对象::实例方法
  • 类::静态方法
  • 类::实例方法
	//类名 :: 实例方法名
	@Test
	public void test5(){
		BiPredicate<String, String> bp = (x, y) -> x.equals(y);
		System.out.println(bp.test("abcde", "abcde"));
		
		System.out.println("-----------------------------------------");
		
		// 引用方法的参数,返回值匹配函数式接口方法的参数返回值:类+实例方法的引用
		BiPredicate<String, String> bp2 = String::equals;
		System.out.println(bp2.test("abc", "abc"));
		
		System.out.println("-----------------------------------------");
		
		
		Function<Employee, String> fun = (e) -> e.show();
		System.out.println(fun.apply(new Employee()));
		
		System.out.println("-----------------------------------------");
		
		Function<Employee, String> fun2 = Employee::show;
		System.out.println(fun2.apply(new Employee()));
		
	}
	
	//类名 :: 静态方法名
	@Test
	public void test4(){
		Comparator<Integer> com = (x, y) -> Integer.compare(x, y);
		
		System.out.println("-------------------------------------");
		
		// 引用方法的参数,返回值匹配函数式接口方法的参数返回值:类+静态方法的引用
		Comparator<Integer> com2 = Integer::compare;
	}
	
	@Test
	public void test3(){
		BiFunction<Double, Double, Double> fun = (x, y) -> Math.max(x, y);
		System.out.println(fun.apply(1.5, 22.2));
		
		System.out.println("--------------------------------------------------");
		
		// 引用方法的参数,返回值匹配函数式接口方法的参数返回值:类+静态方法的引用
		BiFunction<Double, Double, Double> fun2 = Math::max;
		System.out.println(fun2.apply(1.2, 1.5));
	}

	//对象的引用 :: 实例方法名
	@Test
	public void test2(){
		Employee emp = new Employee(101, "张三", 18, 9999.99);
		
		Supplier<String> sup = () -> emp.getName();
		System.out.println(sup.get());
		
		System.out.println("----------------------------------");
		
		// 引用方法的参数,返回值匹配函数式接口方法的参数返回值:实例+实例方法的引用
		Supplier<String> sup2 = emp::getName;
		System.out.println(sup2.get());
	}
	
	@Test
	public void test1(){
		PrintStream ps = System.out;
		Consumer<String> con = (str) -> ps.println(str);
		con.accept("Hello World!");
		
		System.out.println("--------------------------------");
		
		// 引用方法的参数,返回值匹配函数式接口方法的参数返回值:实例+实例方法的引用
		Consumer<String> con2 = ps::println;
		con2.accept("Hello Java8!");
		
		Consumer<String> con3 = System.out::println;
	}

    构造器引用

    格式: ClassName::new
    与函数式接口相结合,自动与函数式接口中方法兼容。可以把构造器引用赋值给定义的方法,与构造器参数列表要与接口中抽象方法的参数列表一致!

    //构造器引用
	@Test
	public void test7(){
		// 根据Function和BiFunction接口方法参数的不同调用不同的构造器
		Function<String, Employee> fun = Employee::new;
		
		BiFunction<String, Integer, Employee> fun2 = Employee::new;
	}
	
	@Test
	public void test6(){
		Supplier<Employee> sup = () -> new Employee();
		System.out.println(sup.get());
		
		System.out.println("------------------------------------");
		
		// 根据Supplier接口方法参数调用相应的构造器(无参构造器)
		Supplier<Employee> sup2 = Employee::new;
		System.out.println(sup2.get());
	}

    数组引用

    格式: type[] :: new

    //数组引用
	@Test
	public void test8(){
		Function<Integer, String[]> fun = (args) -> new String[args];
		String[] strs = fun.apply(10);
		System.out.println(strs.length);
		
		System.out.println("--------------------------");
		
		// 根据Function接口方法的参数可以直接new一个相应长度的数组
		Function<Integer, Employee[]> fun2 = Employee[] :: new;
		Employee[] emps = fun2.apply(20);
		System.out.println(emps.length);
	}

 


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