java基础之Java8新特性-Stream(流)

简介

流（Stream）是 Java 8 引入的一种处理集合数据的抽象概念，它提供了一种更简洁、更灵活的方式来操作和处理集合数据。流可以看作是一系列元素的管道，可以对这些元素进行筛选、转换、排序、归约等操作，实现各种数据处理需求。与传统的循环迭代方式相比，流的代码更易读、更易于并行化处理，并且能够充分发挥多核处理器的优势。通过使用流，可以提高代码的可读性和可维护性，同时也能够更高效地处理大规模数据集合。

Stream的常用案例

1.steam将list集合转set集合

public static void main(String [] args){
		List<Student> students=Arrays.asList(new Student("小明",18),new Student("小黑",16),new Student("小红",17));
		//转成流并进行set集合转换
		Set<Student> sets=students.stream().collect(Collectors.toSet());
		//集合遍历
		sets.forEach(stu->System.out.println(stu.toString()));
		
	}

在上面的示例中，我们首先创建了一个 List 集合 list，包含了三个对象。然后使用 stream 方法将其转换为流，接着使用 collect 方法将流中的元素收集到一个 Set 集合中，使用 Collectors.toSet() 指定要收集到的集合类型。最终得到了一个包含唯一元素的 Set 集合。

注意：转成set集合需要重写实体类Student的equals 方法和?hashCode 方法。

2.steam将list集合转map集合

public static void main(String [] args){
		List<Student> students=Arrays.asList(new Student("小明",18),new Student("小黑",16),new Student("小红",17));
		//转成Stream
		Stream<Student> stream=students.stream();
		//转Map
		Map<String,Student> map=stream.collect(Collectors.toMap(student->student.getName(), student->student));
		//遍历
		map.forEach((key,value)->System.out.println(key+"--"+value));

	}

在上面的示例中，我们首先创建了一个包含学生对象的 List<Student> 集合 students。然后使用 stream 方法将其转换为流，接着使用 collect 方法将流中的元素收集到一个 Map 集合中，使用 Collectors.toMap() 指定键和值的提取方式。在这里，我们使用学生对象的姓名作为键，学生对象本身作为值。

3.steam计算求和

public static void main(String[] args) {

        List<Student> students= Arrays.asList(new Student("小明",18),new Student("小黑",16),new Student("小红",17));
        //创建流并累加年龄
        int sum=students.stream().mapToInt(Student::getAge).sum();
        System.out.println(sum);

    }

4.steam查找最值

  public static void main(String[] args) {
        List<Student> students= Arrays.asList(new Student("小明",18),new Student("小黑",16),new Student("小红",17));
        //找出年龄最大的人
        Optional<Student> max=students.stream().max((o1, o2)->o1.getAge()-o2.getAge());
        System.out.println(max);
        //找出年龄最小的人
        Optional<Student> min=students.stream().min((o1, o2)->o1.getAge()-o2.getAge());
        System.out.println(min);
    }

5.stream的match

match 方法用于判断流中的元素是否符合指定的条件，并返回一个布尔值。

match 方法有三个变种：

1. allMatch 方法：判断流中的所有元素是否都符合指定的条件，如果都符合，返回 true，否则返回 false。

2. anyMatch 方法：判断流中是否存在任意一个元素符合指定的条件，如果有，返回 true，否则返回 false。

3. noneMatch 方法：判断流中是否不存在任何一个元素符合指定的条件，如果没有，返回 true，否则返回 false。

 public static void main(String[] args) {
        List<Student> students= Arrays.asList(new Student("小明",18),new Student("小黑",16),new Student("小红",17));
        // 判断所有学生年龄是否都大于17
        boolean match = students.stream().allMatch(s -> s.getAge() > 17);
        System.out.println(match);//false
        //判断只要有一个学生年龄小于17
        boolean match1 = students.stream().anyMatch(s -> s.getAge() < 17);
        System.out.println(match1);//true
        //判断没有一个学生年龄大于18
        boolean match2 = students.stream().noneMatch(s -> s.getAge() > 18);
        System.out.println(match2);//true
    }

6.stream过滤器

filter 方法接受一个 Predicate 参数，该参数是一个函数式接口，用于指定过滤条件。filter 方法会根据条件筛选出流中符合条件的元素，并返回一个新的流。

 public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        // 过滤并打印出所有偶数
        Stream<Integer> evenNumbers = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0);
        evenNumbers.forEach(System.out::println);

    }

7.stream Limit和skip

Stream 类提供了 limit 和 skip 方法，用于限制流中元素的数量。

1.limit?方法：该方法用于截取流中的前 n 个元素，并返回一个新的流。如果流中的元素不足 n 个，则返回包含所有元素的流。

 public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        // 获取前3个元素
        Stream<Integer> limitedStream = numbers.stream().limit(3);
        limitedStream.forEach(System.out::println);
    }

2.skip?方法：该方法用于跳过流中的前 n 个元素，并返回一个新的流。如果流中的元素不足 n 个，则返回一个空的流。

 public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
 
        //跳过前两个元素
        Stream<Integer> skipStream = numbers.stream().skip(2);
        skipStream.forEach(System.out::println);
    }

一般我们会通过limit方法和skip搭配进行分页截取

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5,6,7,8,9,10);
       
        //一页五个截取第二页
        Stream<Integer> skipLimitStream = numbers.stream().skip(5).limit(5);
        skipLimitStream.forEach(System.out::println);
    }

8.stream实现排序

 public static void main(String[] args) {
        // 创建一个包含整数的Stream
        Stream<Integer> stream1 = Stream.of(3, 1, 4, 1, 5, 9);
        Stream<Integer> stream2 = Stream.of(3, 1, 4, 1, 5, 9);

        // 使用sorted()方法对Stream1进行升序排序（默认）
        Stream<Integer> sortedStream = stream1.sorted();
        sortedStream.forEach(System.out::println);
        System.out.println("-----------------------------------------------");
        // 使用sorted()方法对Stream2进行降序排序
        Stream<Integer> sortedDescStream = stream2.sorted((a, b) -> b.compareTo(a));
        sortedDescStream.forEach(System.out::println);

    }

9.组合案例

我们来看一个需求

对给定的学生列表按照年龄降序排列并查找姓张的，获取前3位

public static void main(String[] args) {
        
        List<Student> students= Arrays.asList(new Student("张明",18),
                new Student("李黑",16),
                new Student("王红",17),
                new Student("张三",36),
                new Student("李四",27),
                new Student("刘备",56),
                new Student("关羽",47),
                new Student("张飞",49),
                new Student("张同",17),
                new Student("张良",41));
        //降序排序--查找姓张的--截取前三位
        students.stream().sorted((s1,s2)->s2.getAge()-s1.getAge())
                .filter(s->s.getName().startsWith("张"))
                .limit(3).forEach(System.out::println);
        System.out.println("-----------------------------------------------");

    }

通过对流进行一系列的中间操作就可以完成这个需求，这种链式调用可以使代码非常简洁。

10.并行流

Stream 类提供了并行流的支持，可以通过 parallel 方法将一个顺序流转换为并行流。并行流可以充分利用多核处理器的优势，将流中的元素进行并发处理，从而提高处理效率。

前面所有流的示例都是顺序流(单线程)，有时在面对较大的数据处理单线程效率太慢，我们就可以使用并行流（多线程）进行优化。

来看一个需求，求1-1亿的累加和，分别用单线程的顺序流跟多线程的并行流来看执行效率。

 public static void main(String[] args) {
        // 顺序流计算
        long start = System.currentTimeMillis();
        int sum = IntStream.rangeClosed(1, 1000000000).sum();
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("顺序流计算结果：" + sum + "，耗时：" + (end - start) + " 毫秒");

        // 并行流计算
        start = System.currentTimeMillis();
        sum = IntStream.rangeClosed(1, 1000000000).parallel().sum();
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("并行流计算结果：" + sum + "，耗时：" + (end - start) + " 毫秒");
    }

可以看到执行效率还是有明显提升的。