引言
Stream 是 Java 8 中引入的一个新的抽象层。使用 Stream，您可以以声明的方式处理数据，类似于 SQL 语句。例如，考虑以下 SQL 语句：
SELECT max(salary), employee_id, employee_name FROM Employee
上述 SQL 表达式会自动返回最高薪资员工的详细信息，无需开发者做任何计算。而在使用 Java 集合框架的情况下，开发者需要使用循环并反复检查。另一个问题是效率；随着多核处理器的普及，Java 开发者需要编写可以处理并行计算的代码，这可能会导致错误。
为了解决这些问题，Java 8 引入了 Stream 概念，让开发者可以声明式地处理数据，并利用多核架构而无需编写特定的代码。
Stream 在 Java 中的定义
Stream 表示来自源的一系列对象，支持聚合操作。以下是 Stream 的特性：
-
元素序列：Stream 提供了一组特定类型的元素，并且这些元素是按顺序排列的。Stream 按需获取/计算元素，但它从不存储这些元素。
-
源：Stream 可以接受集合、数组或 I/O 资源作为输入源。
-
聚合操作：Stream 支持诸如过滤、映射、限制、减少、查找、匹配等聚合操作。
-
管道：大多数 Stream 操作都会返回 Stream 本身，以便其结果可以进行管道传输。这类操作被称为中间操作，它们的功能是从输入中获取数据、处理它们，并将输出传递给目标。
collect() 方法是一个终端操作，通常出现在管道操作的末尾，以标记 Stream 的结束。
-
自动迭代：与集合不同的是，在集合中需要显式的迭代，Stream 操作会在内部迭代所提供的源元素。
在 Java 中生成 Stream
Java 8 为 Collection 接口提供了两个方法来生成 Stream：
-
stream() - 根据集合作为源返回一个顺序 Stream。
-
parallelStream() - 根据集合作为源返回一个并行 Stream。
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
Stream 的 forEach 方法
Stream 提供了一个新的 forEach 方法来迭代 Stream 中的每个元素。下面的代码片段展示了如何使用 forEach 打印 10 个随机数：
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
map 方法
map 方法用于将每个元素映射到相应的结果。下面的代码段展示了如何使用 map 来打印数字的唯一平方：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map(i -> i * i).distinct().collect(Collectors.toList());
filter 方法
filter 方法用于根据某个标准排除元素。下面的代码段展示了如何使用 filter 打印空字符串的数量：
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
int count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
limit 方法
limit 方法用于减少 Stream 的大小。下面的代码段展示了如何使用 limit 打印 10 个随机数：
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
sorted 方法
sorted 方法用于排序 Stream。下面的代码段展示了如何打印排序后的 10 个随机数：
Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
并行处理
parallelStream 是 stream 的并行处理替代方案。查看下面的代码段，它展示了如何使用 parallelStream 打印空字符串的数量：
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
在顺序 Stream 和并行 Stream 之间切换非常简单。
Collectors
Collectors 用于组合 Stream 元素处理的结果。Collectors 可以用来返回列表或字符串：
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("Filtered List: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("Merged String: " + mergedString);
统计信息
Java 8 引入了统计 Collector 来在进行 Stream 处理时计算所有统计数据：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt(x -> x).summaryStatistics();
System.out.println("Highest number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all numbers : " + stats.getAverage());
Java Streams 示例
创建 Java 程序
创建以下 Java 程序，使用您选择的任意编辑器，在例如 C:\> 目录下。
Java8Tester.java
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("Using Java 7: ");
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
System.out.println("List: " +strings);
long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
System.out.println("Empty Strings: " + count);
count = getCountLength3UsingJava7(strings);
System.out.println("Strings of length 3: " + count);
List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
System.out.println("Filtered List: " + filtered);
String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings,", ");
System.out.println("Merged String: " + mergedString);
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
System.out.println("Squares List: " + squaresList);
List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);
System.out.println("List: " +integers);
System.out.println("Highest number in List : " + getMax(integers));
System.out.println("Lowest number in List : " + getMin(integers));
System.out.println("Sum of all numbers : " + getSum(integers));
System.out.println("Average of all numbers : " + getAverage(integers));
System.out.println("Random Numbers: ");
Random random = new Random();
for(int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(random.nextInt());
}
System.out.println("Using Java 8: ");
System.out.println("List: " +strings);
count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count();
System.out.println("Empty Strings: " + count);
count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
System.out.println("Strings of length 3: " + count);
filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
System.out.println("Filtered List: " + filtered);
mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("Merged String: " + mergedString);
squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.println("Squares List: " + squaresList);
System.out.println("List: " +integers);
IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
System.out.println("Highest number in List : " + stats.getMax());
System.out.println("Lowest number in List : " + stats.getMin());
System.out.println("Sum of all numbers : " + stats.getSum());
System.out.println("Average of all numbers : " + stats.getAverage());
System.out.println("Random Numbers: ");
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
System.out.println("Empty Strings: " + 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();
}
}
验证结果
使用 javac 编译器编译类：
C:\JAVA>javac Java8Tester.java
运行 Java8Tester：
C:\JAVA>java Java8Tester
应产生如下结果：
Using Java 7:
List: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
Empty Strings: 2
Strings of length 3: 3
Filtered List: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
Merged String: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
List: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
Highest number in List : 19
Lowest number in List : 1
Sum of all numbers : 85
Average of all numbers : 9
Random Numbers:
-1279735475
903418352
-1133928044
-1571118911
628530462
18407523
-881538250
-718932165
270259229
421676854
Using Java 8:
List: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
Empty Strings: 2
Strings of length 3: 3
Filtered List: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
Merged String: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
List: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
Highest number in List : 19
Lowest number in List : 1
Sum of all numbers : 85
Average of all numbers : 9.444444444444445
Random Numbers:
-1009474951
-551240647
-2484714
181614550
933444268
1227850416
1579250773
1627454872
1683033687
1798939493
Empty Strings: 2