Java中的Stream流

一、案例引入

案例需求：

• 创建一个集合，存储多个姓名字符串元素；
• 把集合中所有以“张”开头的元素存储到一个新的集合；
• 把上述集合中长度为3的元素存储到一个新的集合；
• 遍历后打印上一步得到的集合

传统方法：

public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个集合，存储多个字符串元素
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

        list.add("林青霞");
        list.add("张曼玉");
        list.add("王祖贤");
        list.add("柳岩");
        list.add("张敏");
        list.add("张无忌");

        //把集合中所有以"张"开头的元素存储到一个新的集合
        ArrayList<String> zhangList = new ArrayList<String>();

        for(String s : list) {
            if(s.startsWith("张")) {
                zhangList.add(s);
            }
        }

//        System.out.println(zhangList);

        //把"张"开头的集合中的长度为3的元素存储到一个新的集合
        ArrayList<String> threeList = new ArrayList<String>();

        for(String s : zhangList) {
            if(s.length() == 3) {
                threeList.add(s);
            }
        }

//        System.out.println(threeList);

        //遍历上一步得到的集合
        for(String s : threeList) {
            System.out.println(s);
        }
    }
}

Stream改进后：

public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个集合，存储多个字符串元素
        ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

        list.add("林青霞");
        list.add("张曼玉");
        list.add("王祖贤");
        list.add("柳岩");
        list.add("张敏");
        list.add("张无忌");

        //Stream流来改进
        list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println);
    }
}

二、Stream流概述

（一）Stream流思想

（二）Stream流的三类方法

1、获取Stream流

创建一条流水线，把数据放到流水线上准备对其进行操作

2、中间方法

流水线上对数据进行操作，一次操作完后还可以继续对其进行操作

3、终结方法

一系列中间方法操作完成后的最后一个操作，一个Stream流只能有一个终结方法

三、Stream流的生成

1、Collection体系集合

使用默认方法stream()生成流：default Stream<E> stream()

2、Map体系集合

把Map转成Set集合，间接生成流

3、数组

通过Arrays中的静态方法stream生成流

4、同种数据类型的多个数据

通过Stream接口的静态方法of（T…values）

示例：

public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //Collection体系的集合可以使用默认方法stream()生成流
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        Stream<String> listStream = list.stream();

        Set<String> set = new HashSet<String>();
        Stream<String> setStream = set.stream();

        //Map体系的集合间接的生成流
        Map<String,Integer> map = new HashMap<String, Integer>();
        Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
        Stream<Integer> valueStream = map.values().stream();
        Stream<Map.Entry<String, Integer>> entryStream = map.entrySet().stream();

        //数组可以通过Arrays中的静态方法stream生成流
        String[] strArray = {"hello","world","java"};
        Stream<String> strArrayStream = Arrays.stream(strArray);
      
      	//同种数据类型的多个数据可以通过Stream接口的静态方法of(T... values)生成流
        Stream<String> strArrayStream2 = Stream.of("hello", "world", "java");
        Stream<Integer> intStream = Stream.of(10, 20, 30);
    }
}

四、Stream流中间操作方法

中间操作代表执行该操作后依然可以继续执行其他操作。

常见方法

filter示例：

//需求1：把list集合中以张开头的元素在控制台输出
        list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).forEach(System.out::println);

//需求2：把list集合中长度为3的元素在控制台输出
        list.stream().filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println);

//需求3：把list集合中以张开头的，长度为3的元素在控制台输出
        list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println);

limit&skip示例：

//需求1：取前3个数据在控制台输出
        list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
        System.out.println("--------");

//需求2：跳过3个元素，把剩下的元素在控制台输出
        list.stream().skip(3).forEach(System.out::println);
        System.out.println("--------");

//需求3：跳过2个元素，把剩下的元素中前2个在控制台输出
        list.stream().skip(2).limit(2).forEach(System.out::println);

concat&distinct示例：

//需求1：取前4个数据组成一个流
        Stream<String> s1 = list.stream().limit(4);

//需求2：跳过2个数据组成一个流
        Stream<String> s2 = list.stream().skip(2);

//需求3：合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出
        Stream.concat(s1,s2).forEach(System.out::println);

//需求4：合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出，要求字符串元素不能重复
        Stream.concat(s1,s2).distinct().forEach(System.out::println);

五、Stream流终结操作方法

执行完此方法之后,Stream流将不能再执行其他操作。

常见方法

示例：

//需求1：把集合中的元素在控制台输出
        list.stream().forEach(System.out::println);

//需求2：统计集合中有几个以张开头的元素，并把统计结果在控制台输出
        long count = list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).count();
        System.out.println(count);

六、Stream流的收集操作

对数据使用Stream流的方式操作完毕后,可以把流中的数据收集到集合中。

1、常用方法

2、工具类Collectors提供的具体收集方法

Collector toList示例：

//需求1：得到名字为3个字的流
        Stream<String> listStream = list.stream().filter(s -> s.length() == 3);

//需求2：把使用Stream流操作完毕的数据收集到List集合中并遍历
        List<String> names = listStream.collect(Collectors.toList());
        for(String name : names) {
            System.out.println(name);
}

Collector toSet示例：

//需求3：得到年龄大于25的流
        Stream<Integer> setStream = set.stream().filter(age -> age > 25);

//需求4：把使用Stream流操作完毕的数据收集到Set集合中并遍历
        Set<Integer> ages = setStream.collect(Collectors.toSet());
        for(Integer age : ages) {
            System.out.println(age);
        }

Collector toMap示例：

//需求5：得到字符串中年龄数据大于28的流
        Stream<String> arrayStream = Stream.of(strArray).filter(s -> 
        Integer.parseInt(s.split(",")[1]) > 28);

//需求6：把使用Stream流操作完毕的数据收集到Map集合中并遍历，字符串中的姓名作键，年龄作值
        Map<String, Integer> map = arrayStream.collect(Collectors.toMap(s -> s.split(",") 
        [0], s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1])));

        Set<String> keySet = map.keySet();
        for (String key : keySet) {
            Integer value = map.get(key);
            System.out.println(key + "," + value);
        }

七、总结

1、Stream基于函数式编程思想，使用 Stream 流可以让开发者以一种更简洁、更易读的方式表达数据处理的逻辑，对一个整数集合进行过滤、映射和求和操作；传统的方式可能需要使用多个循环和中间变量，而使用 Stream 流可以在一条语句中完成。

2、中间操作会返回一个新的 Stream 流，允许进行链式操作。

3、Stream 流可以很方便地实现并行处理，以充分利用多核处理器的优势，提高程序的执行效率。

4、传统的集合遍历通常使用for循环或者迭代器，而 Stream 流提供了更简洁的forEach方法来遍历集合。

5、通过map、flatMap等操作可以方便地对集合中的元素进行转换。通过reduce、collect等操作可以实现数据的聚合。例如使用collect方法将流中的元素收集到一个新的集合中。