# Stream初体验 1. Stream是元素的集合，这点让Stream看起来用些类似Iterator； 2. 可以支持顺序和并行的对原Stream进行汇聚的操作； Stream相当于一个高级版本的Iterator。原始版本的Iterator，用户只能一个一个的遍历元素并对其执行某些操作；高级版本的Stream，用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作，比如“过滤掉长度大于10的字符串”、“获取每个字符串的首字母”等，具体这些操作如何应用到每个元素上，就给Stream就好了！ ``` List<Integer> nums = Lists.newArrayList(1,null,3,4,null,6); nums.stream().filter(num -> num != null).count(); ``` 上面这段代码是获取一个List中，元素不为null的个数。 [TOC] # Stream通用语法  图片就是对于Stream例子的一个解析，可以很清楚的看见：原本一条语句被三种颜色的框分割成了三个部分。红色框中的语句是一个Stream的生命开始的地方，负责创建一个Stream实例；绿色框中的语句是赋予Stream灵魂的地方，把一个Stream转换成另外一个Stream，红框的语句生成的是一个包含所有nums变量的Stream，进过绿框的filter方法以后，重新生成了一个过滤掉原nums列表所有null以后的Stream；蓝色框中的语句是丰收的地方，把Stream的里面包含的内容按照某种算法来汇聚成一个值，例子中是获取Stream中包含的元素个数。 总结一下使用Stream的基本步骤： 1. 创建Stream； 2. 转换Stream，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**）； 3. 对Stream进行聚合（Reduce）操作，获取想要的结果； # 创建Stream 最常用的创建Stream有两种途径： 1. 通过Stream接口的静态工厂方法 2. 通过Collection接口的默认方法–stream()，把一个Collection对象转换成Stream ## 使用Stream静态方法来创建Stream 1. Stream.of方法：有两个overload方法，一个接受变长参数，一个接口单一值 。 ``` Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 5); Stream<String> stringStream = Stream.of("taobao"); ``` 2. generator方法：生成一个无限长度的Stream，其元素的生成是通过给定的Supplier（这个接口可以看成一个对象的工厂，每次调用返回一个给定类型的对象） ``` Stream.generate(new Supplier<Double>() { @Override public Double get() { return Math.random(); } }); Stream.generate(() -> Math.random()); Stream.generate(Math::random); ``` 三条语句的作用都是一样的，只是使用了lambda表达式和方法引用的语法来简化代码。每条语句其实都是生成一个无限长度的Stream，其中值是随机的。这个无限长度Stream是懒加载，一般这种无限长度的Stream都会配合Stream的limit()方法来用。 3. iterate方法：也是生成无限长度的Stream，和generator不同的是，其元素的生成是重复对给定的种子值(seed)调用用户指定函数来生成的。其中包含的元素可以认为是：seed，f(seed), f(f(seed))无限循环 ``` Stream.iterate(1, item -> item + 1).limit(10).forEach(System.out::println); ``` 这段代码就是先获取一个无限长度的正整数集合的Stream，然后取出前10个打印。千万记住使用limit方法，不然会无限打印下去。 ## 通过Collection子类获取Stream Collection接口有一个stream方法，所以其所有子类都都可以获取对应的Stream对象。 ``` public interface Collection<E> extends Iterable<E> { //其他方法省略 default Stream<E> stream() { return StreamSupport.stream(spliterator(), false); } } ``` # 转换Stream 转换Stream其实就是把一个Stream通过某些行为转换成一个新的Stream。Stream接口中定义了几个常用的转换方法。 1. distinct: 对于Stream中包含的元素进行去重操作（去重逻辑依赖元素的equals方法），新生成的Stream中没有重复的元素；  2. filter: 对于Stream中包含的元素使用给定的过滤函数进行过滤操作，新生成的Stream只包含符合条件的元素；  3. map: 对于Stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作，新生成的Stream只包含转换生成的元素。这个方法有三个对于原始类型的变种方法，分别是：mapToInt，mapToLong和mapToDouble。这三个方法也比较好理解，比如mapToInt就是把原始Stream转换成一个新的Stream，这个新生成的Stream中的元素都是int类型。之所以会有这样三个变种方法，可以免除自动装箱/拆箱的额外消耗；  4. flatMap：和map类似，不同的是其每个元素转换得到的是Stream对象，会把子Stream中的元素压缩到父集合中；  5. peek: 生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream，同时会提供一个消费函数（Consumer实例），新Stream每个元素被消费的时候都会执行给定的消费函数；  6. limit: 对一个Stream进行截断操作，获取其前N个元素，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那就获取其所有的元素；  7. skip: 返回一个丢弃原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那么返回空Stream；  8.连续使用 ``` Stream<Integer> nums = Stream.of(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10); System.out.println(“sum is:”+nums.filter(num -> num != null). distinct().mapToInt(num -> num * 2). peek(System.out::println).skip(2).limit(4).sum()); ``` 这段代码演示了上面介绍的所有转换方法（除了flatMap），简单解释一下这段代码的含义：给定一个Integer类型的Stream对象，然后进行过滤掉null，再去重，再每个元素乘以2，再每个元素被消费的时候打印自身，在跳过前两个元素，最后取四个元素进行加和运算。 # Reduce Stream Reduce Stream 接受一个元素序列为输入，反复使用某个合并操作，把序列中的元素合并成一个汇总的结果。比如查找一个数字列表的总和或者最大值，或者把这些数字累积成一个List对象。Stream接口有一些通用的汇聚操作，比如reduce()和collect()；也有一些特定用途的汇聚操作，比如sum(),max()和count()。 注意：sum方法不是所有的Stream对象都有的，只有IntStream、LongStream和DoubleStream是实例才有。 ## 可变汇聚 可变汇聚对应的只有一个方法：collect，它可以把Stream中的要有元素收集到一个结果容器中（比如Collection）。先看一下最通用的collect方法的定义（还有其他override方法）： ``` <R> R collect(Supplier<R> supplier, BiConsumer<R, ? super T> accumulator, BiConsumer<R, R> combiner); ``` 先来看看这三个参数的含义：Supplier supplier是一个工厂函数，用来生成一个新的容器；BiConsumer accumulator也是一个函数，用来把Stream中的元素添加到结果容器中；BiConsumer combiner还是一个函数，用来把中间状态的多个结果容器合并成为一个（并发的时候会用到）。 ``` Stream<Integer> nums = Stream.of(1,1,null,2,3,4,null,5,6,7,8,9,10); List<Integer> numsWithoutNull = nums.filter(num -> num != null). collect(() -> new ArrayList<Integer>(), (list, item) -> list.add(item), (list1, list2) -> list1.addAll(list2)); ``` 上面这段代码就是对一个元素是Integer类型的Stream，先过滤掉全部的null，然后把剩下的元素收集到一个新的List中。进一步看一下collect方法的三个参数，都是lambda形式的函数。 * 第一个函数生成一个新的ArrayList实例； * 第二个函数接受两个参数，第一个是前面生成的ArrayList对象，二个是stream中包含的元素，函数体就是把stream中的元素加入ArrayList对象中。第二个函数被反复调用直到原stream的元素被消费完毕； * 第三个函数也是接受两个参数，这两个都是ArrayList类型的，函数体就是把第二个ArrayList全部加入到第一个中； 但是上面的collect方法调用也有点太复杂了，看一下collect方法另外一个override的版本。 ``` <R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector); ``` Java8还给我们提供了Collector的工具类，其中已经定义了一些静态工厂方法，比如：Collectors.toCollection()收集到Collection中,Collectors.toList()收集到List中和Collectors.toSet()收集到Set中。下面看看使用Collectors对于代码的简化： ``` List<Integer> numsWithoutNull = nums.filter(num -> num != null). collect(Collectors.toList()); ``` ## 其他汇聚 1. reduce方法：reduce方法非常的通用，后面介绍的count，sum等都可以使用其实现。reduce方法有三个override的方法，先来看reduce方法的第一种形式，其方法定义如下： ``` Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator); ``` 接受一个BinaryOperator类型的参数，在使用的时候我们可以用lambda表达式来。 ``` Stream<Integer> nums = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10); System.out.println("sum is:" + nums.reduce((sum, item) -> sum + item).get()); ``` 可以看到reduce方法接受一个函数，这个函数有两个参数，第一个参数是上次函数执行的返回值（也称为中间结果），第二个参数是stream中的元素，这个函数把这两个值相加，得到的和会被赋值给下次执行这个函数的第一个参数。 要注意的是：**第一次执行的时候第一个参数的值是Stream的第一个元素，第二个参数是Stream的第二个元素**。这个方法返回值类型是Optional，这是Java8防止出现NullPointerException的一种可行方法。 > Java 8中所谓的Optional对象，即一个容器对象，该对象可以包含一个null或非null值。如果该值不为null，则调用isPresent()方法将返回true，且调用get()方法会返回该值。 可以使用orElse()方法给Optional对象设定默认值（当值为null时，会使用默认值 reduce方法还有一个很常用的变种： ``` T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator); ``` 这个定义上上面已经介绍过的基本一致，不同的是：它允许用户提供一个循环计算的初始值，如果Stream为空，就直接返回该值。而且这个方法不会返回Optional，因为其不会出现null值。 ``` Stream<Integer> nums = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10); System.out.println("sum is:" + nums.reduce(0, (sum, item) -> sum + item).get()); ``` 2. count方法：获取Stream中元素的个数 ``` Stream<Integer> nums = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10); System.out.println("count is:" + nums.count()); ``` 3. 搜索相关 * allMatch：是不是Stream中的所有元素都满足给定的匹配条件 * anyMatch：Stream中是否存在任何一个元素满足匹配条件 * findFirst: 返回Stream中的第一个元素，如果Stream为空，返回空Optional * noneMatch：是不是Stream中的所有元素都不满足给定的匹配条件 * max和min：使用给定的比较器（Operator），返回Stream中的最大|最小值 ``` Stream<Integer> stream1 = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10); System.out.printlnstream1 .allMatch(item -> item < 100)); Stream<Integer> stream2 = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10); stream2 .max((o1, o2) ->o1.compareTo(o2)).ifPresent(System.out::println); ```