Stream流式计算

    技术2022-07-11  105

    Stream流式计算

    Stream 使用一种类似用 SQL 语句从数据库查询数据的直观方式来提供一种对 Java 集合运算和表达的高阶抽象。

    这种风格将要处理的元素集合看作一种流, 流在管道中传输, 并且可以在管道的节点上进行处理, 比如筛选, 排序,聚合等

    JDK1.8 API文档有关Stream流的包

    1 相关概念

    Stream(流)是一个来自数据源的元素队列并支持聚合操作

    元素是特定类型的对象,形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素,而是按需计算。数据源: 流的来源。 可以是集合,数组,I/O channel, 产生器generator 等。聚合操作: 类似SQL语句一样的操作, 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。

    和以前的Collection操作不同, Stream操作还有两个基础的特征:

    Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道, 如同链式编程(fluent style)。 这样做可以对操作进行优化, 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。内部迭代: 以前对集合遍历都是通过Iterator或者For-Each的方式, 显式的在集合外部进行迭代, 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式, 通过访问者模式(Visitor)实现。

    2 常用的API

    forEach

    Stream 提供了新的方法 ‘forEach’ 来迭代流中的每个数据。以下代码片段使用 forEach 输出了10个随机数:

    Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

    map

    map 方法用于映射每个元素到对应的结果,以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数:

    // 获取对应的平方数 List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());

    filter

    filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤出空字符串:

    // 获取空字符串的数量 List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

    limit

    limit 方法用于获取指定数量的流。 以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据:

    Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

    sorted

    sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序:

    Random random = new Random(); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

    并行(parallel)程序

    parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下实例我们使用 parallelStream 来输出空字符串的数量:

    // 获取空字符串的数量 List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); int count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

    我们可以很容易的在顺序运行和并行直接切换

    Collectors

    Collectors 类实现了很多归约操作,例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串:

    List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()); System.out.println("筛选列表: " + filtered); String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("合并字符串: " + mergedString);

    统计

    另外,一些产生统计结果的收集器也非常有用。它们主要用于int、double、long等基本类型上,它们可以用来产生类似如下的统计结果。

    List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics(); System.out.println("列表中最大的数 : " + stats.getMax()); System.out.println("列表中最小的数 : " + stats.getMin()); System.out.println("所有数之和 : " + stats.getSum()); System.out.println("平均数 : " + stats.getAverage());

    生成流

    在 Java 8 中, 集合接口有两个方法来生成流:

    stream() − 为集合创建串行流。parallelStream() − 为集合创建并行流。 List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

    3 用一个例子来加强对Stream流的理解

    /** * @author dearth * @version 1.0 * @date 2020/7/1 15:28' * 完成以下效果 * 一分钟内完成,并只能用一行代码实现 * 1. ID必须为偶数 * 2. 年龄必须大于23 * 3. 用户名转为大写字母 * 4. 用户名字母倒着排序 * 5. 只输出一个用户 * 考点 : Stream流计算,链式编程,lambda表达式,函数式接口 */ public class Test { public static void main(String[] args) { User u1 = new User(1, "a", 21); User u2 = new User(2, "b", 22); User u3 = new User(3, "c", 23); User u4 = new User(4, "d", 24); User u5 = new User(5, "e", 25); List<User> list = Arrays.asList(u1, u2, u3, u4, u5); Stream<User> stream = list.stream(); stream .filter(user->{return user.getId()%2==0;}) .filter(user->{return user.getAge()>=22;}) .map(user -> {return user.getName().toUpperCase();}) .sorted((user1,user2)->{return user2.compareTo(user1);}) .forEach(System.out::println); } }
    Processed: 0.010, SQL: 9