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标题: day13【Stream流、方法引用】 [打印本页]
作者: 键盘有花生油 时间: 2018-12-2 15:26
标题: day13【Stream流、方法引用】
day13【Stream流、方法引用】
第一章 Stream流说到Stream便容易想到I/O Stream，而实际上，谁规定“流”就一定是“IO流”呢？在Java 8中，得益于Lambda所带来的函数式编程，引入了一个全新的Stream概念，用于解决已有集合类库既有的弊端。
传统集合的多步遍历代码几乎所有的集合（如Collection接口或Map接口等）都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，除了必需的添加、删除、获取外，最典型的就是集合遍历。例如：
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import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Demo01ForEach {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张无忌");
list.add("周芷若");
list.add("赵敏");
list.add("张强");
list.add("张三丰");
for (String name : list) {
System.out.println(name);
}
}
}
这是一段非常简单的集合遍历操作：对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。
Stream的更优写法下面来看一下借助Java 8的Stream API，什么才叫优雅：
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import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Demo03StreamFilter {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("张无忌");
list.add("周芷若");
list.add("赵敏");
list.add("张强");
list.add("张三丰");
list.stream()
.filter(s -> s.startsWith("张"))
.filter(s -> s.length() == 3)
.forEach(System.out::println);
}
}
注意：请暂时忘记对传统IO流的固有印象！
整体来看，流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”。
当需要对多个元素进行操作（特别是多步操作）的时候，考虑到性能及便利性，我们应该首先拼好一个“模型”步骤方案，然后再按照方案去执行它。
这张图中展示了过滤、映射、跳过、计数等多步操作，这是一种集合元素的处理方案，而方案就是一种“函数模型”。图中的每一个方框都是一个“流”，调用指定的方法，可以从一个流模型转换为另一个流模型。而最右侧的数字3是最终结果。
这里的filter、map、skip都是在对函数模型进行操作，集合元素并没有真正被处理。只有当终结方法count执行的时候，整个模型才会按照指定策略执行操作。而这得益于Lambda的延迟执行特性。
备注：“Stream流”其实是一个集合元素的函数模型，它并不是集合，也不是数据结构，其本身并不存储任何元素（或其地址值）。
Stream（流）是一个来自数据源的元素队列
数据源 流的来源。 可以是集合，数组 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， 如同流式风格（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或者增强for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，流可以直接调用遍历方法。
当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操作获取想要的结果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以像链条一样排列，变成一个管道。
1.3 获取流java.util.stream.Stream<T>是Java 8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口。）
获取一个流非常简单，有以下几种常用的方式：
所有的Collection集合都可以通过stream默认方法获取流；
Stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流。
根据Collection获取流首先，java.util.Collection接口中加入了default方法stream用来获取流，所以其所有实现类均可获取流。
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import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
public class Demo04GetStream {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
// ...
Stream<String> stream1 = list.stream();
Set<String> set = new HashSet<>();
// ...
Stream<String> stream2 = set.stream();
Vector<String> vector = new Vector<>();
// ...
Stream<String> stream3 = vector.stream();
}
}
java.util.Map接口不是Collection的子接口，且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征，所以获取对应的流需要分key、value或entry等情况：
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import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Stream;
public class Demo05GetStream {
public static void main(String[] args) {
Map<String, String> map = new HashMap<>();
// ...
Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
Stream<String> valueStream = map.values().stream();
Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream();
}
}
如果使用的不是集合或映射而是数组，由于数组对象不可能添加默认方法，所以Stream接口中提供了静态方法of，使用很简单：
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import java.util.stream.Stream;
public class Demo06GetStream {
public static void main(String[] args) {
String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" };
Stream<String> stream = Stream.of(array);
}
}
1.4 常用方法流模型的操作很丰富，这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种：
延迟方法：返回值类型仍然是Stream接口自身类型的方法，因此支持链式调用。（除了终结方法外，其余方法均为延迟方法。）
终结方法：返回值类型不再是Stream接口自身类型的方法，因此不再支持类似StringBuilder那样的链式调用。本小节中，终结方法包括count和forEach方法。
备注：本小节之外的更多方法，请自行参考API文档。
逐一处理：forEach
void forEach(Consumer<? super T> action);
过滤：filterStream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
映射：map
<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);
统计个数：count正如旧集合Collection当中的size方法一样，流提供count方法来数一数其中的元素个数：
long count();
该方法返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。基本使用：
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import java.util.stream.Stream;
public class Demo09StreamCount {
public static void main(String[] args) {
Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
Stream<String> result = original.filter(s -> s.startsWith("张"));
System.out.println(result.count()); // 2
}
}
取用前几个：limit
Stream<T> limit(long maxSize);
跳过前几个：skip
Stream<T> skip(long n);
组合：concat如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用Stream接口的静态方法concat：
static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)
1.5 练习：集合元素处理（传统方式）题目现在有两个ArrayList集合存储队伍当中的多个成员姓名，要求使用传统的for循环（或增强for循环）依次进行以下若干操作步骤：
1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
6. 根据姓名创建Person对象；存储到一个新集合中。
7. 打印整个队伍的Person对象信息。
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/*
练习：集合元素处理（Stream方式）
将上一题当中的传统for循环写法更换为Stream流式处理方式。
两个集合的初始内容不变，Person类的定义也不变。
*/
package com.itheima.demo03.Stream;
public class Person {
private String name;
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
-------------------------------------------------
public class Demo02StreamTest {
public static void main(String[] args) {
//第一支队伍
ArrayList<String> one = new ArrayList<>();
one.add("迪丽热巴");
one.add("宋远桥");
one.add("苏星河");
one.add("石破天");
one.add("石中玉");
one.add("老子");
one.add("庄子");
one.add("洪七公");
//1. 第一个队伍只要名字为3个字的成员姓名；存储到一个新集合中。
//2. 第一个队伍筛选之后只要前3个人；存储到一个新集合中。
Stream<String> oneStream = one.stream().filter(name -> name.length() == 3).limit(3);
//第二支队伍
ArrayList<String> two = new ArrayList<>();
two.add("古力娜扎");
two.add("张无忌");
two.add("赵丽颖");
two.add("张三丰");
two.add("尼古拉斯赵四");
two.add("张天爱");
two.add("张二狗");
//3. 第二个队伍只要姓张的成员姓名；存储到一个新集合中。
//4. 第二个队伍筛选之后不要前2个人；存储到一个新集合中。
Stream<String> twoStream = two.stream().filter(name -> name.startsWith("张")).skip(2);
//5. 将两个队伍合并为一个队伍；存储到一个新集合中。
//6. 根据姓名创建Person对象；存储到一个新集合中。
//7. 打印整个队伍的Person对象信息。
Stream.concat(oneStream,twoStream).map(name->new Person(name)).forEach(p-> System.out.println(p));
}
}
Person{name='宋远桥'}
Person{name='苏星河'}
Person{name='石破天'}
Person{name='张天爱'}
Person{name='张二狗'}
双冒号::为引用运算符，而它所在的表达式被称为方法引用。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中，那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。
方法引用能简化以下场景: (方法名后不要写小括号) 场景 格式 简化之前的Lambda 方法引用简化后 1. 通过对象名引用成员方法 对象名::成员方法名 ()->person.eat() person::eat 2. 通过类名引用静态方法 类名::静态方法名 i -> Math.abs(i) Math::abs 3. 通过super引用父类成员方法 super::父类方法名 ()->super.eat(); super::eat 4. 通过this引用本类成员方法 this::本类方法名 ()->this.eat(); this::eat 5. 引用某个类的构造方法 类名::new name->new Person(name) Person::new 6. 引用创建数组的方法 数据类型[]::new length->new int[length]; int[]::new2.6 通过类名称引用静态方法由于在java.lang.Math类中已经存在了静态方法abs，所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时，有两种写法。首先是函数式接口：
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@FunctionalInterface
public interface Calcable {
int calc(int num);
}
第一种写法是使用Lambda表达式：
public class Demo05Lambda {
private static void method(int num, Calcable lambda) {
System.out.println(lambda.calc(num));
}
public static void main(String[] args) {
method(-10, n -> Math.abs(n));
}
}
但是使用方法引用的更好写法是：
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public class Demo06MethodRef {
private static void method(int num, Calcable lambda) {
System.out.println(lambda.calc(num));
}
public static void main(String[] args) {
method(-10, Math::abs);
}
2.7 通过super引用成员方法如果存在继承关系，当Lambda中需要出现super调用时，也可以使用方法引用进行替代。首先是函数式接口：
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@FunctionalInterface
public interface Greetable {
void greet();
}
然后是父类Human的内容：
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public class Human {
public void sayHello() {
System.out.println("Hello!");
}
} 最后是子类Man的内容，其中使用了Lambda的写法：
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public class Man extends Human {
@Override
public void sayHello() {
System.out.println("大家好,我是Man!");
}
//定义方法method,参数传递Greetable接口
public void method(Greetable g){
g.greet();
}
public void show(){
//调用method方法,使用Lambda表达式
method(()->{
//创建Human对象,调用sayHello方法
new Human().sayHello();
});
//简化Lambda
method(()->new Human().sayHello());
//使用super关键字代替父类对象
method(()->super.sayHello());
}
} 但是如果使用方法引用来调用父类中的sayHello方法会更好，例如另一个子类Woman：
[Java] 纯文本查看 复制代码
public class Man extends Human {
@Override
public void sayHello() {
System.out.println("大家好,我是Man!");
}
//定义方法method,参数传递Greetable接口
public void method(Greetable g){
g.greet();
}
public void show(){
method(super::sayHello);
}
} 2.9 类的构造器引用由于构造器的名称与类名完全一样，并不固定。所以构造器引用使用类名称::new的格式表示。首先是一个简单的Person类：
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public class Person {
private String name;
public Person(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
} 然后是用来创建Person对象的函数式接口：
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public interface PersonBuilder {
Person buildPerson(String name);
} 要使用这个函数式接口，可以通过Lambda表达式：
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public class Demo09Lambda {
public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
}
public static void main(String[] args) {
printName("赵丽颖", name -> new Person(name));
}
} 但是通过构造器引用，有更好的写法：
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public class Demo10ConstructorRef {
public static void printName(String name, PersonBuilder builder) {
System.out.println(builder.buildPerson(name).getName());
}
public static void main(String[] args) {
printName("赵丽颖", Person::new);
}
} 2.10 数组的构造器引用数组也是Object的子类对象，所以同样具有构造器，只是语法稍有不同。如果对应到Lambda的使用场景中时，需要一个函数式接口：
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@FunctionalInterface
public interface ArrayBuilder {
int[] buildArray(int length);
}
在应用该接口的时候，可以通过Lambda表达式：
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public class Demo11ArrayInitRef {
private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
return builder.buildArray(length);
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = initArray(10, length -> new int[length]);
}
} 但是更好的写法是使用数组的构造器引用：
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public class Demo12ArrayInitRef {
private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) {
return builder.buildArray(length);
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = initArray(10, int[]::new);
}
}
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