Java JVM（九）：JDK8的集合流式操作

时间：2022-05-31 17:19:57
一. 基本概念 二. 串行流和并行流 三. 中间操作 和 最终操作
一. 基本概念
 1.1 为什么加入 集合的流式操作      
         JDK8 的Stream 是一个受到 函数式编程 和 多核时代影响而产生的东西。很多时候我们需要到底层返回数据，上层再对数据进行遍历，进行一些数据统计，但是之前的Java API 中很少有这种方法，这就需要我们自己来 Iterator 来遍历，如果JDK 能够为我们提供一些这种方法，并且能够为我们优化就好了。          所以JDK8加入 了 java.util.stream包，实现了集合的流式操作，流式操作包括集合的过滤，排序，映射等功能。根据流的操作性，又可以分为 串行流 和 并行流。根据操作返回的结果不同，流式操作又分为中间操作和最终操作。大大方便了我们对于集合的操作。
  • 最终操作：返回一特定类型的结果。
  • 中间操作：返回流本身。
1.2 什么是 流        Stream 不是 集合元素，也不是数据结构，它相当于一个 高级版本的 Iterator，不可以重复遍历里面的数据，像水一样，流过了就一去不复返。它和普通的 Iterator 不同的是，它可以并行遍历，普通的 Iterator 只能是串行，在一个线程中执行。

二. 串行流和并行流：        串行流操作在一个线程中依次完成。并行流在多个线程中完成，主要利用了 JDK7 的 Fork/Join 框架来拆分任务和加速处理。相比串行流，并行流可以很大程度提高程序的效率。

三. 中间操作 和 最终操作        中间操作：
  • filter()： 对元素进行过滤
  • sorted()：对元素排序
  • map()：元素映射
  • distinct()：去除重复的元素
最终操作：
  • forEach()：遍历每个元素。
  • reduce()：把Stream 元素组合起来。例如，字符串拼接，数值的 sum，min，max ，average 都是特殊的 reduce。
  • collect()：返回一个新的集合。
  • min()：找到最小值。
  • max()：找到最大值。

3.1 filter() 对元素进行过滤Demo（有一链表，{1,2,3,4,5}，把偶数过滤掉）：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
for(int i = 1 ; i <= 5; ++i){
list.add(i);
}
list.stream().filter(param -> (int)param % 2 == 1)
.forEach(System.out::println);
}
}
输出：
135

3.2 sorted() 对元素进行排序Demo（有一链表，{2,3,1,5,4}，从小到大排序）：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
list.add(2);
list.add(3);
list.add(1);
list.add(5);
list.add(4);
list.stream().sorted().forEach(System.out::println);
}
}
输出：
12345
Ps1： 此时为升序，那么有时候我们可能会需要到降序，此时做法可以如下：        流除了提供默认的升序 sorted() 方法，也提供了：    
Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator);
        那么，自定义比较函数即可，如下代码：
public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {List list = new ArrayList();list.add(2);list.add(3);list.add(1);list.add(5);list.add(4);//list.stream().sorted().forEach(System.out::println);list.stream().sorted( (param1,param2) -> ((int)param1 < (int)param2 ? 1 : -1 ) ).forEach(System.out::println);}}
输出为：
54321
3.3 map() 元素映射        也就是说，原来的链表的每个元素可以按照规则变成相应的元素。
Demo（链表 (1,0)，变成 true，false）：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(0);
list.stream().map( param -> (int)param == 1 ? true:false )
.forEach(System.out::println);
}
}
输出：
truefalse
3.4  distinct() 去除重复元素Demo：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(1);
list.add(0);
list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
}
}
3.5 reduce() ：把Stream 元素组合起来。Demo（从1加到5）：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);
System.out.println(
list.stream().reduce((param1,param2) ->(int)param1 + (int)param2 ).get());
}
}
        注意，reduce() 返回一个 Optional 类型的对象，可以通过 get() 方法获得值。

3.6 collect() ：返回一个新的集合Demo（先把 list 集合的 奇数去掉，然后把剩下的偶数返回到 _list 集合中）：
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
List list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
list.add(3);
list.add(4);
list.add(5);

List _list = (List) list.stream().filter((param) -> (int)param % 2 == 0)
.collect(Collectors.toList());
_list.forEach(System.out::println);
}
}
输出：
24
3.7 min()，max()  找到最大值最小值
public class Test {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {List list = new ArrayList();list.add(1);list.add(2);list.add(3);list.add(4);list.add(5);System.out.println(list.stream().min((param1,param2) -> (int)param1 > (int)param2 ? 1:-1 ).get());System.out.println(list.stream().max((param1,param2) -> (int)param1 > (int)param2 ? 1:-1 ).get());}}
        注意， min()，max() 方法也是返回 Optional 对象， 可以通过 get() 方法返回值。
        
总结：1. 流式操作的引入：提高执行效率（并行），方便编码（有很多API 可用），提高可读性。
2. 流的分类：可以分为串行流和并行流；对于操作：可以分为中间操作和最终操作
3. 流API：
        中间操作：                filter()： 对元素进行过滤；                sorted()：对元素排序；                map()：元素映射；                distinct()：去除重复的元素 。        最终操作：                forEach()：遍历每个元素；                reduce()：把Stream 元素组合起来。例如，字符串拼接，数值的 sum，min，max ，average 都是特殊的 reduce。                collect()：返回一个新的集合。                min()：找到最小值。                max()：找到最大值。            Ps1：除了上面介绍的方法，还有如下方法：
  • Intermediate：
                map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、 distinct、 sorted、 peek、 limit、 skip、 parallel、 sequential、 unordered
  • Terminal：
                forEach、 forEachOrdered、 toArray、 reduce、 collect、 min、 max、 count、 anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 iterator
  • Short-circuiting：
                anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 limit


Ps2：在JDK 8 中的 Comparator 接口中，既有 equals 方法，也有 compare 方法，为什么还可以声明为函数式接口？有哪位大神指导麻烦告知一下。


参考：1. Java 8 新特性概述：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jdk8newfeature/index.html2. Java 8 中的Stream API 详解：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-java8streamapi/
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