作者：湯圓
個(gè)人博客：javalover.cc
前言
之前總是朋友朋友的叫，感覺(jué)有套近乎的嫌疑，所以后面還是給大家改個(gè)稱呼吧
因?yàn)榇蠹沂莵?lái)看東西的，所以暫且叫做官人吧（靈感來(lái)自于民間流傳的四大名著之一《金瓶梅》）
官人們好啊，我是湯圓，今天給大家?guī)?lái)的是《Java8中的Stream流式操作 - 入門篇》，希望有所幫助，謝謝
文章純屬原創(chuàng)，個(gè)人總結(jié)難免有差錯(cuò)，如果有，麻煩在評(píng)論區(qū)回復(fù)或后臺(tái)私信，謝啦
簡(jiǎn)介
流式操作也叫做函數(shù)式操作，是Java8新出的功能
流式操作主要用來(lái)處理數(shù)據(jù)（比如集合），就像泛型也大多用在集合中一樣（看來(lái)集合這個(gè)小東西還是很關(guān)鍵的啊，哪哪都有它）
下面我們主要用例子來(lái)介紹下，流的基操（建議先看下lambda表達(dá)式篇，里面介紹的lambda表達(dá)式、函數(shù)式接口、方法引用等，下面會(huì)用到）
先來(lái)看下目錄
目錄
流是什么
老板，上栗子
流的操作步驟
流的特點(diǎn)
流式操作和集合操作的區(qū)別
正文
1. 流是什么
流是一種以聲明性的方式來(lái)處理數(shù)據(jù)的API
什么是聲明性的方式？
就是只聲明，不實(shí)現(xiàn)，類似抽象方法（多態(tài)性）
2. 老板，上栗子
下面我們舉個(gè)栗子，來(lái)看下什么是流式操作，然后針對(duì)這個(gè)栗子，引出后面的相關(guān)概念
需求：篩選年齡大于1的貓（貓的1年≈人的5年），并按年齡遞增排序，最后提取名字單獨(dú)存放到列表中
public class BasicDemo {
public static void main(String[] args) {
// 以下貓的名字均為真名，非虛構(gòu)
List<Cat> list = Arrays.asList(new Cat(1, "tangyuan"), new Cat(3, "dangdang"), new Cat(2, "milu"));
// === 舊代碼 Java8之前 ===
List<Cat> listTemp = new ArrayList<>();
// 1. 篩選
for(Cat cat: list){
if(cat.getAge()>1){
listTemp.add(cat);
}
}
// 2. 排序
listTemp.sort(new Comparator<Cat>() {
@Override
public int compare(Cat o1, Cat o2) {
// 遞增排序
return Integer.compare(o1.getAge(), o2.getAge());
}
});
// 3. 提取名字
List<String> listName = new ArrayList<>();
for(Cat cat: listTemp){
listName.add(cat.getName());
}
System.out.println(listName);
// === 新代碼 Java8之后 ===
List<String> listNameNew = list.stream()
// 函數(shù)式接口 Predicate的 boolean test(T t)抽象方法
.filter(cat -> cat.getAge() > 1)
// lambda表達(dá)式的方法引用
.sorted(Comparator.comparingInt(Cat::getAge))
// 函數(shù)式接口 Funtion的 R apply(T t)抽象方法
.map(cat-> cat.getName())
// 收集數(shù)據(jù)，把流轉(zhuǎn)為集合List
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(listNameNew);
}
}
class Cat{
int age;
String name;
public Cat(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
// 省略getter/setter
}
可以看到，用了流式操作，代碼簡(jiǎn)潔了很多（秒哇）
Q：有的官人可能會(huì)想，這跟前面lambda表達(dá)式的組合操作有點(diǎn)像啊。
A：你說(shuō)對(duì)了，確實(shí)只是像，區(qū)別還是很大的。因?yàn)閘ambda表達(dá)式的組合操作其實(shí)還是屬于直接針對(duì)集合的操作；
文末會(huì)講到直接操作集合和流式操作的區(qū)別，這里先跳過(guò)
下面我們基于這個(gè)栗子，來(lái)分別介紹涉及到的知識(shí)點(diǎn)
3. 流的操作步驟
我們先忽略舊版的集合操作（后面介紹流和集合的區(qū)別時(shí)再說(shuō)），先來(lái)介紹流的操作（畢竟流才是今天的主角嘛）
流的操作分三步走：創(chuàng)建流、中間操作、終端操作
流程如下圖：
這里我們要關(guān)注一個(gè)很重要的點(diǎn)：
在終端操作開(kāi)始之前，中間操作不會(huì)執(zhí)行任何處理，它只是聲明執(zhí)行什么操作；
你可以想象上面這個(gè)流程是一個(gè)流水線：我們這里做個(gè)簡(jiǎn)化處理
- 目的：先告訴你，我們要加工瓶裝的水（先創(chuàng)建流，告訴你要處理哪些數(shù)據(jù)）
- 再針對(duì)這些瓶子和水，來(lái)搭建一個(gè)流水線：固定瓶子的夾具、裝水的水管、擰蓋子的爪子、裝箱的打包器（中間操作，聲明要執(zhí)行的操作）
- 最后按下啟動(dòng)按鈕，流水線開(kāi)始工作（終端操作，開(kāi)始根據(jù)中間操作來(lái)處理數(shù)據(jù)）
因?yàn)槊恳粋€(gè)中間操作都是返回一個(gè)流（Stream），這樣他們就可以一直組合下去（我好像吃到了什么東西？），但是他們的組合順序是不固定的，流會(huì)根據(jù)系統(tǒng)性能去選擇合適的組合順序
我們可以打印一些東西來(lái)看下：
List<Cat> list = Arrays.asList(new Cat(1, "tangyuan"), new Cat(3, "dangdang"), new Cat(2, "milu"));
List<String> listNameNew = list.stream()
.filter(cat -> {
System.out.println("filter: " + cat);
return cat.getAge() > 1;
})
.map(cat-> {
System.out.println("map:" + cat);
return cat.getName();
})
.collect(Collectors.toList());
輸出如下：
filter: Cat{age=1}
filter: Cat{age=3}
map:Cat{age=3}
filter: Cat{age=2}
map:Cat{age=2}
可以看到，中間操作的filter和map組合到一起交叉執(zhí)行了，盡管他們是兩個(gè)獨(dú)立的操作（這個(gè)技術(shù)叫作循環(huán)合并）
這個(gè)合并主要是由流式操作根據(jù)系統(tǒng)的性能來(lái)自行決定的
既然講到了循環(huán)合并，那下面捎帶說(shuō)下短路技巧
短路這個(gè)詞大家應(yīng)該比較熟悉（比如腦子短路什么的），指的是本來(lái)A->B->C是都要執(zhí)行的，但是在B的地方短路了，所以就變成了A->C了
這里的短路指的是中間操作，由于某些原因（比如下面的limit），導(dǎo)致只執(zhí)行了部分，沒(méi)有全部去執(zhí)行
我們來(lái)修改下上面的例子（加了一個(gè)中間操作limit)：
List<Cat> list = Arrays.asList(new Cat(1, "tangyuan"), new Cat(3, "dangdang"), new Cat(2, "milu"));
List<String> listNameNew = list.stream()
.filter(cat -> {
System.out.println("filter: " + cat);
return cat.getAge() > 1;
})
.map(cat-> {
System.out.println("map:" + cat);
return cat.getName();
})
// 只加了這一行
.limit(1)
.collect(Collectors.toList());
輸出如下：
filter: Cat{age=1}
filter: Cat{age=3}
map:Cat{age=3}
可以看到，因?yàn)閘imit(1)只需要一個(gè)元素，所以filter過(guò)濾時(shí)，只要找到一個(gè)滿足條件的，就會(huì)停止過(guò)濾操作（后面的元素就放棄了），這個(gè)技巧叫做短路技巧
這個(gè)就很大程度上體現(xiàn)了中間操作的組合順序帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)：需要多少，處理多少，即按需處理
4. 流的特點(diǎn)
特點(diǎn)有三個(gè)：
- 聲明性：簡(jiǎn)潔，易讀，代碼行數(shù)大大減少（每天有代碼行數(shù)要求的公司除外）
- 可復(fù)合：更靈活，各種組合都可以（只要你想，只要流有）
- 可并行：性能更好（不用我們?nèi)?xiě)多線程，多好）
5. 流式操作和集合操作的區(qū)別：
現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)回顧下開(kāi)頭例子中的集合操作：篩選->排序->提取
List<Cat> listTemp = new ArrayList<>();
// 1. 篩選
for(Cat cat: list){
if(cat.getAge()>1){
listTemp.add(cat);
}
}
// 2. 排序
listTemp.sort(new Comparator<Cat>() {
@Override
public int compare(Cat o1, Cat o2) {
// 遞增排序
return Integer.compare(o1.getAge(), o2.getAge());
/**
* Q：為啥不用減法 return o1.getAge() - o2.getAge()？
* A：因?yàn)闇p法會(huì)有數(shù)據(jù)溢出的風(fēng)險(xiǎn)
* 如果o1.getAge()為20億，o2.getAge()為-2億，那么結(jié)果就會(huì)超過(guò)int的極限21億多
**/
}
});
// 3. 提取名字
List<String> listName = new ArrayList<>();
for(Cat cat: listTemp){
listName.add(cat.getName());
}
System.out.println(listName);
可以看到跟流式操作不一樣的有兩點(diǎn)：
- 集合操作中有一個(gè)listTemp臨時(shí)變量（流式操作沒(méi)），
- 集合操作一直都在處理數(shù)據(jù)（而流式操作是直到最后一步的終端操作才會(huì)去處理數(shù)據(jù)），依次篩選->排序->提取名字，是順序執(zhí)行的
下面我們用表格來(lái)列出區(qū)別，應(yīng)該會(huì)直觀點(diǎn)
| 流式操作 | 集合操作 | |
|---|---|---|
| 功能 | 處理數(shù)據(jù)為主 | 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為主 |
| 迭代方式 | 內(nèi)部迭代（只迭代一次)，只需聲明，不需要實(shí)現(xiàn)，流內(nèi)部自己有實(shí)現(xiàn)） | 外部迭代（可一直迭代）需要自己foreach |
| 處理數(shù)據(jù) | 直到終端操作，才會(huì)開(kāi)始真正處理數(shù)據(jù)（按需處理） | 一直都在處理數(shù)據(jù)（全部處理） |
用生活中的例子來(lái)對(duì)比的話，可以用電影來(lái)比喻
流就好比在線觀看，集合就好本地觀看（下載到本地）
總結(jié)
- 流是什么：
- 流是一種以聲明性的方式來(lái)處理數(shù)據(jù)的API
- 流是從支持數(shù)據(jù)處理操作的源生成的元素序列
- 源：數(shù)據(jù)的來(lái)源，比如集合，文件等（本節(jié)只介紹了集合的流式操作，因?yàn)橛玫谋容^多；后面有空再介紹其他的）
- 數(shù)據(jù)處理操作：就是流的中間操作，比如filter, map
- 元素序列：通過(guò)流的終端操作，返回的結(jié)果集
- 流的操作流程：
- 創(chuàng)建流 -> 中間操作 -> 終端操作
- 中間操作只是聲明，不真實(shí)處理數(shù)據(jù)，直到終端操作開(kāi)始才會(huì)執(zhí)行
- 循環(huán)合并：中間操作會(huì)自由組合（流根據(jù)系統(tǒng)自己來(lái)決定組合的順序）
- 短路技巧：如果中間操作處理的數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到需求，則會(huì)立即停止處理數(shù)據(jù)（比如limit(1)，則當(dāng)處理完1個(gè)就會(huì)停止處理）
- 流式操作和集合操作的區(qū)別：
- 流按需處理，集合全處理
- 流主攻數(shù)據(jù)處理，集合主攻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
- 流簡(jiǎn)潔，集合不
- 流內(nèi)部迭代（只迭代一次，完后流會(huì)消失），集合外部迭代（可一直迭代）
后記
最后，感謝大家的觀看，謝謝
原創(chuàng)不易，期待官人們的三連喲
