《Java 8 in Action》Chapter 4：引入流
阿新 • • 發佈：2019-08-25
1. 流簡介
流是Java API的新成員，它允許你以宣告性方式處理資料集合(通過查詢語句來表達，而不是臨時編寫一個實現)。就現在來說，你可以把它們看成遍歷資料集的高階迭代器。此外，流還可以透明地並行處理。讓我們來看一個例項返回低熱量(<400)的菜餚名稱：
Java7版本： List<Dish> lowCaloricDishes = new ArrayList<>(); // 用累加器篩選元素 for(Dish d: menu){ if(d.getCalories() < 400){ lowCaloricDishes.add(d); } } // 用匿名類對菜餚排序 Collections.sort(lowCaloricDishes, new Comparator<Dish>() { public int compare(Dish d1, Dish d2){ return Integer.compare(d1.getCalories(), d2.getCalories()); } }); // 處理排序後的菜名列表 List<String> lowCaloricDishesName = new ArrayList<>(); for(Dish d: lowCaloricDishes){ lowCaloricDishesName.add(d.getName()); } Java8版本： import static java.util.Comparator.comparing; import static java.util.stream.Collectors.toList; List<String> lowCaloricDishesName = menu.stream() .filter(d -> d.getCalories() < 400) // 選出400卡路里以下的菜餚 .sorted(comparing(Dish::getCalories)) // 按照卡路里排序 .map(Dish::getName) // 提取菜餚名稱 .collect(toList()); // 將所有的名稱儲存在List中 利用多核架構並行執行，只需要把stream()換成parallelStream()
Java 8中的Stream API特性：
- 宣告性——更簡潔，更易讀
- 可複合——更靈活
- 可並行——效能更好
流定義：
- 元素序列——就像集合一樣，流也提供了一個介面，可以訪問特定元素型別的一組有序 值。
- 源——流會使用一個提供資料的源，如集合、陣列或輸入/輸出資源。 請注意，從有序集 合生成流時會保留原有的順序。由列表生成的流，其元素順序與列表一致。
- 資料處理操作——流的資料處理功能支援類似於資料庫的操作，以及函數語言程式設計語言中的常用操作，如filter、map、reduce、find、match、sort等。流操作可以順序執行，也可並行執行。
- 流水線——很多流操作本身會返回一個流，這樣多個操作就可以連結起來，形成一個大的流水線。這讓我們下一章中的一些優化成為可能，如延遲和短路。流水線的操作可以看作對資料來源進行資料庫式查詢。
- 內部迭代——與使用迭代器顯式迭代的集合不同，流的迭代操作是在背後進行的。
2. 流與集合
集合與流之間的差異就在於什麼時候進行計算。集合是一個記憶體中的資料結構，它包含資料結構中目前所有的值——集合中的每個元素都得先算出來才能新增到集合中。相比之下，流則是在概念上固定的資料結構(你不能新增或刪除元素)，其元素則是按需計算的。集合和流的另一個關鍵區別在於它們遍歷資料的方式。
2.1 只能遍歷一次
和迭代器類似，流只能遍歷一次。遍歷完之後，我們就說這個流已經被消費掉了。以下程式碼會丟擲一個異常，說流已被消費掉了：
List<String> title = Arrays.asList(“Java8”,”In”, “Action”); Stream<String> s = title.stream(); s.forEach(System.out::println); s.forEach(System.out::println); Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed at java.util.stream.AbstractPipeline.sourceStageSpliterator(AbstractPipeline.java:279) at java.util.stream.ReferencePipeline$Head.forEach(ReferencePipeline.java:580) at com.lujiahao.learnjava8.chapter4.StreamAndCollection.main(StreamAndCollection.java:16)
2.2 外部迭代與內部迭代
使用Collection介面需要使用者去做迭代(比如用for-each)，這稱為外部迭代。相反,Streams庫使用內部迭代
集合:用for-each迴圈外部迭代
List<String> names = new ArrayList<>();
for(Dish d: menu){
names.add(d.getName());
}
集合:用背後的迭代器做外部迭代
List<String> names = new ArrayList<>();
Iterator<String> iterator = menu.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
Dish d = iterator.next();
names.add(d.getName());
}
流:內部迭代
List<String> names = menu.stream()
.map(Dish::getName)
.collect(toList());
3. 流操作
java.util.stream.Stream中的Stream介面定義了許多操作。它們可以分為兩大類。可以連線起來的流操作稱為中間操作，關閉流的操作稱為終端操作。
中間操作：除非流水線上觸發一個終端操作，否則中間操作不會執行任何處理。
終端操作：會從流的流水線生成結果。其結果是任何不是流的值。
流的使用一般包括三件事:
- 一個數據源(如集合)來執行一個查詢;
- 一箇中間操作鏈，形成一條流的流水線;
- 一個終端操作，執行流水線，並能生成結果。
流的流水線背後的理念類似於構建器模式。
常見流操作：
4. 小結
以下是你應從本章中學到的一些關鍵概念。
- 流是“從支援資料處理操作的源生成的一系列元素”。
- 流利用內部迭代:迭代通過filter、map、sorted等操作被抽象掉了。
- 流操作有兩類:中間操作和終端操作。
- filter和map等中間操作會返回一個流，並可以連結在一起。可以用它們來設定一條流水線，但並不會生成任何結果
- forEach和count等終端操作會返回一個非流的值，並處理流水線以返回結果。
- 流中的元素是按需計算的。
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