Java 8之stream介紹和使用

gxyz 發布于2019-08-19 10:47 / 2664人閱讀

摘要：使用我們來看下面這段代碼，里面有一個屬性代表菜品的卡路里值，現在的需求是按卡路里對菜品進行排序再返回菜名，并且要求卡路里的值大于。

前言：

在實際開發中經常需要獲取各種各樣不同格式的數據，因為數據庫的表結構是一開始就設計好的所以很多時候我們不得不先從數據庫里或其他地方獲得數據后再根據需求去一層一層的篩選數據，在Java 8之前的做法不外乎就是各種List、Set一起上，各種循環判斷。如果只是簡單的需求還好說，循環個一兩次再判斷一下就可以解決，但是需求復雜的話就會寫出很復雜的代碼出來，時間久了后不僅自己看不懂，而且因為代碼太復雜測試的時候不敢保證覆蓋到所有的地方，萬一代碼到了線上出問題，不僅不好改還可能影響到以前的功能，而在Java 8中就提供了新的特性stream，專門用于對集合中的數據進行篩選、分類等操作，下面我們就會介紹stream的使用。

stream使用：

我們來看下面這段代碼，Dish里面有一個屬性calories代表菜品的卡路里值，現在的需求是按卡路里對菜品進行排序再返回菜名，并且要求卡路里的值大于400。我們可以看到下面的操作非常繁瑣，先篩選出卡路里大于400的放入集合中，然后對這個集合進行排序，最后循環這個集合把名字放入一個新的集合，這是一個很常見的代碼，在Java 8之前都是這么寫的，但是這還只是對一個屬性的篩選、排序就這么繁瑣了，如果是多個屬性會更加麻煩，下面我們就看看用stream是怎么實現的。

//將卡路里低于400的對象都放到集合中
List lowCaloricDishes = new ArrayList<>();
    for(Dish d: menu){
        if(d.getCalories() < 400){
            lowCaloricDishes.add(d);
        }
    }

//把這個集合排序
Collections.sort(lowCaloricDishes, new Comparator() {
    public int compare(Dish d1, Dish d2){
        return Integer.compare(d1.getCalories(), d2.getCalories());
    }
});

//再新建一個String類型的集合來存放菜名
List lowCaloricDishesName = new ArrayList<>();
for(Dish d: lowCaloricDishes){
    lowCaloricDishesName.add(d.getName());
}

這是Java 8中stream的用法，我們會發現這段代碼寫起來非常舒服，首先調用stream()方法獲取了集合menu的流，然后調用了filter方法來篩選出卡路里超過400的元素，接著調用了sorted方法對篩選出來的元素進行排序，再調用map方法把篩選出來的元素里面的name屬性抽出來作為一個新的流，最后一步則是調用collect方法把存放name的流轉為List格式返回，得到的結果和上面一模一樣，但是整個步驟一目了然，先做什么后做什么，非常清晰，這就是stream的用法。

import static java.util.Comparator.comparing;
import static java.util.stream.Collectors.toList;

List menu = ...

List lowCaloricDishesName = menu.stream()
    //篩選出卡路里大于400的
    .filter(d -> d.getCalories() < 400)
    //按卡路里值排序
    .sorted(comparing(Dish::getCalories))
    //抽取名字屬性創建一個新的流
    .map(Dish::getName)
    //這個流按List類型返回
    .collect(toList());

stream的定義：

講到這里大家可能會產生疑惑，流到底是什么，為什么它可以進行這樣的操作。簡單來說流其實就是 “從支持數據處理操作的源生成的元素序列” ，這句話到底是什么意思呢？下面我們來看看流的各種特性就明白了。

元素序列，可以通過流訪問到特定類型的一組有序的值，就像我們通過集合訪問這些數據一樣，只不過集合是為了存儲數據，而流則注重與對數據的計算和處理。

源，流可以會從一個數據源那里獲取數據并生成流，例如上面講的從集合中獲取，生成的流里面的元素和數據源里的一致。

數據處理操作，就像第一條里說的，流是注重與對數據的計算和處理，所以它有很多不同的方法可以對數據進行操作，例如篩選、分類、排序等等。

流水線，顧名思義，流的很多操作都會返回一個新的流，所以我們上面可以使用連綴的方式調用那些方法，其實每個操作都是基于它前面的那個操作返回的流進行的。

我們來看下面的這段代碼和它的流程圖。它一開始從menu這個集合中獲取到了流，流里面的數據和集合是相同的，然后調用filter方法之后篩選出符合條件的元素組成一個新的流傳遞給了map方法，然后map方法又從這個流里面把元素的名字取出來組成一個新流傳遞給limit方法，limit方法則只取了前3個組成一個流傳遞給collect方法然后返回一個List，這就是流的工作原理

List list = menu.stream()
    //篩選出卡路里高于300的元素
    .filter(d -> d.getCalories() > 300)
    //獲取名字組成的流
    .map(Dish::getName)
    //只取前3個
    .limit(3)
    //返回List格式
    .collect(toList());
System.out.println(list );

stream只能遍歷一次：

流和集合不一樣，集合可以想遍歷多少次就遍歷多少次，但是流只能遍歷一次，如果你做了下面這樣的操作，那代碼會拋出一個java.lang.IllegalStateException異常，流已被操作或關閉。

List title = Arrays.asList("Java8", "In", "Action");
Stream s = title.stream();
s.forEach(System.out::println);
s.forEach(System.out::println);

stream的兩種操作：

還是繼續看這段代碼，其中filter、map和limit操作被稱為 中間操作 ， 中間操作 會返回一個新的流，而collect則被稱為 終端操作 ，只有終端操作才會讓整個流執行并關閉，也就是說只有當collect被執行時filter、map和limit才會被執行，上面講到流只能遍歷一次就是因為forEach就是一個終端操作，執行完后就關閉流了。

List list = menu.stream()
    //篩選出卡路里高于300的元素
    .filter(d -> d.getCalories() > 300)
    //獲取名字組成的流
    .map(Dish::getName)
    //只取前3個
    .limit(3)
    //返回List格式
    .collect(toList());

以上就是stream的基本使用方法了，當然它的功能還遠遠不止這些，后面我們還會講到篩選、分組、查找等更強大的操作。

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