Java 8 Stream
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Java 8 API添加了一個新的抽象稱為流Stream,可以讓你以一種宣告的方式處理資料。
Stream 使用一種類似用 SQL 語句從資料庫查詢資料的直觀方式來提供一種對 Java 集合運算和表達的高階抽象。
Stream API可以極大提高Java程式設計師的生產力,讓程式設計師寫出高效率、乾淨、簡潔的程式碼。
這種風格將要處理的元素集合看作一種流, 流在管道中傳輸, 並且可以在管道的節點上進行處理, 比如篩選, 排序,聚合等。元素流在管道中經過中間操作(intermediate operation)的處理,最後由最終操作(terminal operation)得到前面處理的結果。
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+ | stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect| +--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
以上的流程轉換為 Java 程式碼為:
List<Integer> transactionsIds = widgets.stream() // 篩選 .filter(b -> b.getColor() == RED) // 排序 .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight()) // 處理 .mapToInt(Widget::getWeight) // 下方是求總值? .sum();
什麼是 Stream?
Stream(流)是一個來自資料來源的元素佇列並支援聚合操作
- <strong元素佇列< strong="">元素是特定型別的物件,形成一個佇列。 Java中的Stream並不會儲存元素,而是按需計算。
- 資料來源流的來源。 可以是集合,陣列,I/O channel, 產生器generator 等。
- 聚合操作類似SQL語句一樣的操作, 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。
和以前的Collection操作不同, Stream操作還有兩個基礎的特徵:
- Pipelining: 中間操作都會返回流物件本身。 這樣多個操作可以串聯成一個管道, 如同流式風格(fluent style)。 這樣做可以對操作進行優化, 比如延遲執行(laziness)和短路( short-circuiting)。
- 內部迭代: 以前對集合遍歷都是通過Iterator或者For-Each的方式, 顯式的在集合外部進行迭代, 這叫做外部迭代。 Stream提供了內部迭代的方式, 通過訪問者模式(Visitor)實現。
生成流
在 Java 8 中, 集合介面有兩個方法來生成流:
-
stream()− 為集合建立序列流。
-
parallelStream()− 為集合建立並行流。
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // 程式碼可以去重,filter List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
forEach
Stream 提供了新的方法 'forEach' 來迭代流中的每個資料。以下程式碼片段使用 forEach 輸出了10個隨機數:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
map
map 方法用於對映每個元素到對應的結果,以下程式碼片段使用 map 輸出了元素對應的平方數:
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); // 獲取對應的平方數 List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
return response.getData().stream() .map(this::buildRecordView).collect(toList());
// 對response呼叫函式
private AdMarketOperationRecordView buildRecordView(OperationRecordType record) {
AdMarketOperationRecordView view = new AdMarketOperationRecordView();
CommonUtils.copyProperties(view, record);
Integer operationTarget = record.getOperationTarget();
if (OperationTarget.PHOTO.getCode() == operationTarget) {
view.setObjectId(String.valueOf(IdEncryptorUtils.encryptPhotoId(record.getObjectId())));
} else {
view.setObjectId(String.valueOf(record.getObjectId()));
}
view.setContentLog(convert(record.getRecordFieldViews(), operationTarget));
view.setOperationTime(DateUtils.convertTimestampToYMDHMS(record.getTimestamp()));
return view;
}
filter
filter 方法用於通過設定的條件過濾出元素。以下程式碼片段使用 filter 方法過濾出空字串:
List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // 獲取空字串的數量 long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
limit
limit 方法用於獲取指定數量的流。 以下程式碼片段使用 limit 方法打印出 10 條資料:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
sorted
sorted 方法用於對流進行排序。以下程式碼片段使用 sorted 方法對輸出的 10 個隨機數進行排序:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
並行(parallel)程式
parallelStream 是流並行處理程式的代替方法。以下例項我們使用 parallelStream 來輸出空字串的數量:
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // 獲取空字串的數量 long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
我們可以很容易的在順序執行和並行直接切換。
Collectors
Collectors 類實現了很多歸約操作,例如將流轉換成集合和聚合元素。Collectors 可用於返回列表或字串:
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("篩選列表: " + filtered); String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("合併字串: " + mergedString);
統計
另外,一些產生統計結果的收集器也非常有用。它們主要用於int、double、long等基本型別上,它們可以用來產生類似如下的統計結果。
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics(); System.out.println("列表中最大的數 : " + stats.getMax()); System.out.println("列表中最小的數 : " + stats.getMin()); System.out.println("所有數之和 : " + stats.getSum()); System.out.println("平均數 : " + stats.getAverage());
Stream 完整例項
將以下程式碼放入 Java8Tester.java 檔案中:
import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.IntSummaryStatistics; import java.util.List; import java.util.Random; import java.util.stream.Collectors; import java.util.Map; public class Java8Tester { public static void main(String args[]){ System.out.println("使用 Java 7: "); // 計算空字串 List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); System.out.println("列表: " +strings); long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings); System.out.println("空字元數量為: " + count); count = getCountLength3UsingJava7(strings); System.out.println("字串長度為 3 的數量為: " + count); // 刪除空字串 List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings); System.out.println("篩選後的列表: " + filtered); // 刪除空字串,並使用逗號把它們合併起來 String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", "); System.out.println("合併字串: " + mergedString); List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); // 獲取列表元素平方數 List<Integer> squaresList = getSquares(numbers); System.out.println("平方數列表: " + squaresList); List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19); System.out.println("列表: " +integers); System.out.println("列表中最大的數 : " + getMax(integers)); System.out.println("列表中最小的數 : " + getMin(integers)); System.out.println("所有數之和 : " + getSum(integers)); System.out.println("平均數 : " + getAverage(integers)); System.out.println("隨機數: "); // 輸出10個隨機數 Random random = new Random(); for(int i=0; i < 10; i++){ System.out.println(random.nextInt()); } System.out.println("使用 Java 8: "); System.out.println("列表: " +strings); count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count(); System.out.println("空字串數量為: " + count); count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count(); System.out.println("字串長度為 3 的數量為: " + count); filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()); System.out.println("篩選後的列表: " + filtered); mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("合併字串: " + mergedString); squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList()); System.out.println("Squares List: " + squaresList); System.out.println("列表: " +integers); IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics(); System.out.println("列表中最大的數 : " + stats.getMax()); System.out.println("列表中最小的數 : " + stats.getMin()); System.out.println("所有數之和 : " + stats.getSum()); System.out.println("平均數 : " + stats.getAverage()); System.out.println("隨機數: "); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println); // 並行處理 count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count(); System.out.println("空字串的數量為: " + count); } private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){ int count = 0; for(String string: strings){ if(string.isEmpty()){ count++; } } return count; } private static int getCountLength3UsingJava7(List<String> strings){ int count = 0; for(String string: strings){ if(string.length() == 3){ count++; } } return count; } private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings){ List<String> filteredList = new ArrayList<String>(); for(String string: strings){ if(!string.isEmpty()){ filteredList.add(string); } } return filteredList; } private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator){ StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); for(String string: strings){ if(!string.isEmpty()){ stringBuilder.append(string); stringBuilder.append(separator); } } String mergedString = stringBuilder.toString(); return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2); } private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers){ List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>(); for(Integer number: numbers){ Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue()); if(!squaresList.contains(square)){ squaresList.add(square); } } return squaresList; } private static int getMax(List<Integer> numbers){ int max = numbers.get(0); for(int i=1;i < numbers.size();i++){ Integer number = numbers.get(i); if(number.intValue() > max){ max = number.intValue(); } } return max; } private static int getMin(List<Integer> numbers){ int min = numbers.get(0); for(int i=1;i < numbers.size();i++){ Integer number = numbers.get(i); if(number.intValue() < min){ min = number.intValue(); } } return min; } private static int getSum(List numbers){ int sum = (int)(numbers.get(0)); for(int i=1;i < numbers.size();i++){ sum += (int)numbers.get(i); } return sum; } private static int getAverage(List<Integer> numbers){ return getSum(numbers) / numbers.size(); } }
執行以上指令碼,輸出結果為:
$ javac Java8Tester.java $ java Java8Tester 使用 Java 7: 列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl] 空字元數量為: 2 字串長度為 3 的數量為: 3 篩選後的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl] 合併字串: abc, bc, efg, abcd, jkl 平方數列表: [9, 4, 49, 25] 列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19] 列表中最大的數 : 19 列表中最小的數 : 1 所有數之和 : 85 平均數 : 9 隨機數: -393170844 -963842252 447036679 -1043163142 -881079698 221586850 -1101570113 576190039 -1045184578 1647841045 使用 Java 8: 列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl] 空字串數量為: 2 字串長度為 3 的數量為: 3 篩選後的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl] 合併字串: abc, bc, efg, abcd, jkl Squares List: [9, 4, 49, 25] 列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19] 列表中最大的數 : 19 列表中最小的數 : 1 所有數之和 : 85 平均數 : 9.444444444444445 隨機數: -1743813696 -1301974944 -1299484995 -779981186 136544902 555792023 1243315896 1264920849 1472077135 1706423674 空字串的數量為: 2