1. 流的基本概念
1.1 什么是流？
流是Java8引入的全新概念，它用來處理集合中的數(shù)據(jù)，暫且可以把它理解為一種高級(jí)集合。
眾所周知，集合操作非常麻煩，若要對(duì)集合進(jìn)行篩選、投影，需要寫大量的代碼，而流是以聲明的形式操作集合，它就像SQL語句，我們只需告訴流需要對(duì)集合進(jìn)行什么操作，它就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行操作，并將執(zhí)行結(jié)果交給你，無需我們自己手寫代碼。
因此，流的集合操作對(duì)我們來說是透明的，我們只需向流下達(dá)命令，它就會(huì)自動(dòng)把我們想要的結(jié)果給我們。由于操作過程完全由Java處理，因此它可以根據(jù)當(dāng)前硬件環(huán)境選擇最優(yōu)的方法處理，我們也無需編寫復(fù)雜又容易出錯(cuò)的多線程代碼了。
1.2 流的特點(diǎn)
只能遍歷一次
我們可以把流想象成一條流水線，流水線的源頭是我們的數(shù)據(jù)源(一個(gè)集合)，數(shù)據(jù)源中的元素依次被輸送到流水線上，我們可以在流水線上對(duì)元素進(jìn)行各種操作。一旦元素走到了流水線的另一頭，那么這些元素就被“消費(fèi)掉了”，我們無法再對(duì)這個(gè)流進(jìn)行操作。當(dāng)然，我們可以從數(shù)據(jù)源那里再獲得一個(gè)新的流重新遍歷一遍。采用內(nèi)部迭代方式
若要對(duì)集合進(jìn)行處理，則需我們手寫處理代碼，這就叫做外部迭代。而要對(duì)流進(jìn)行處理，我們只需告訴流我們需要什么結(jié)果，處理過程由流自行完成，這就稱為內(nèi)部迭代。
1.3 流的操作種類
流的操作分為兩種，分別為中間操作 和 終端操作。
中間操作
當(dāng)數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)上了流水線后，這個(gè)過程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的所有操作都稱為“中間操作”。
中間操作仍然會(huì)返回一個(gè)流對(duì)象，因此多個(gè)中間操作可以串連起來形成一個(gè)流水線。終端操作
當(dāng)所有的中間操作完成后，若要將數(shù)據(jù)從流水線上拿下來，則需要執(zhí)行終端操作。
終端操作將返回一個(gè)執(zhí)行結(jié)果，這就是你想要的數(shù)據(jù)。
1.4 流的操作過程
使用流一共需要三步：
- 準(zhǔn)備一個(gè)數(shù)據(jù)源
- 執(zhí)行中間操作
中間操作可以有多個(gè)，它們可以串連起來形成流水線。 - 執(zhí)行終端操作
執(zhí)行終端操作后本次流結(jié)束，你將獲得一個(gè)執(zhí)行結(jié)果。
2. 流的使用
2.1 獲取流
在使用流之前，首先需要擁有一個(gè)數(shù)據(jù)源，并通過StreamAPI提供的一些方法獲取該數(shù)據(jù)源的流對(duì)象。數(shù)據(jù)源可以有多種形式：
- 集合
這種數(shù)據(jù)源較為常用，通過stream()方法即可獲取流對(duì)象：
List<Person> list = new ArrayList<Person>();
Stream<Person> stream = list.stream();
- 數(shù)組
通過Arrays類提供的靜態(tài)函數(shù)stream()獲取數(shù)組的流對(duì)象：
String[] names = {"chaimm","peter","john"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(names);
- 值
直接將幾個(gè)值變成流對(duì)象：
Stream<String> stream = Stream.of("chaimm","peter","john");
- 文件
try(Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("文件路徑名"),Charset.defaultCharset())){
//可對(duì)lines做一些操作
}catch(IOException e){
}
PS：Java7簡化了IO操作，把打開IO操作放在try后的括號(hào)中即可省略關(guān)閉IO的代碼。
2.2 篩選filter
filter函數(shù)接收一個(gè)Lambda表達(dá)式作為參數(shù)，該表達(dá)式返回boolean，在執(zhí)行過程中，流將元素逐一輸送給filter，并篩選出執(zhí)行結(jié)果為true的元素。
如，篩選出所有學(xué)生：
List<Person> result = list.stream()
.filter(Person::isStudent)
.collect(toList());
2.3 去重distinct
去掉重復(fù)的結(jié)果：
List<Person> result = list.stream()
.distinct()
.collect(toList());
2.4 截取
截取流的前N個(gè)元素：
List<Person> result = list.stream()
.limit(3)
.collect(toList());
2.5 跳過
跳過流的前n個(gè)元素：
List<Person> result = list.stream()
.skip(3)
.collect(toList());
2.6 映射
對(duì)流中的每個(gè)元素執(zhí)行一個(gè)函數(shù)，使得元素轉(zhuǎn)換成另一種類型輸出。流會(huì)將每一個(gè)元素輸送給map函數(shù)，并執(zhí)行map中的Lambda表達(dá)式，最后將執(zhí)行結(jié)果存入一個(gè)新的流中。
如，獲取每個(gè)人的姓名(實(shí)則是將Perosn類型轉(zhuǎn)換成String類型)：
List<Person> result = list.stream()
.map(Person::getName)
.collect(toList());
2.7 合并多個(gè)流
例：列出List中各不相同的單詞，List集合如下：
List<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("I am a boy");
list.add("I love the girl");
list.add("But the girl loves another girl");
思路如下：
- 首先將list變成流：
list.stream();
- 按空格分詞：
list.stream()
.map(line->line.split(" "));
分完詞之后，每個(gè)元素變成了一個(gè)String[]數(shù)組。
- 將每個(gè)String[]變成流：
list.stream()
.map(line->line.split(" "))
.map(Arrays::stream)
此時(shí)一個(gè)大流里面包含了一個(gè)個(gè)小流，我們需要將這些小流合并成一個(gè)流。
- 將小流合并成一個(gè)大流：
用flagmap替換剛才的map
list.stream()
.map(line->line.split(" "))
.flagmap(Arrays::stream)
- 去重
list.stream()
.map(line->line.split(" "))
.flagmap(Arrays::stream)
.distinct()
.collect(toList());
2.8 是否匹配任一元素：anyMatch
anyMatch用于判斷流中是否存在至少一個(gè)元素滿足指定的條件，這個(gè)判斷條件通過Lambda表達(dá)式傳遞給anyMatch，執(zhí)行結(jié)果為boolean類型。
如，判斷l(xiāng)ist中是否有學(xué)生：
boolean result = list.stream()
.anyMatch(Person::isStudent);
2.9 是否匹配所有元素：allMatch
allMatch用于判斷流中的所有元素是否都滿足指定條件，這個(gè)判斷條件通過Lambda表達(dá)式傳遞給anyMatch，執(zhí)行結(jié)果為boolean類型。
如，判斷是否所有人都是學(xué)生：
boolean result = list.stream()
.allMatch(Person::isStudent);
2.10 是否未匹配所有元素：noneMatch
noneMatch與allMatch恰恰相反，它用于判斷流中的所有元素是否都不滿足指定條件：
boolean result = list.stream()
.noneMatch(Person::isStudent);
2.11 獲取任一元素findAny
findAny能夠從流中隨便選一個(gè)元素出來，它返回一個(gè)Optional類型的元素。
Optional<Person> person = list.stream()
.findAny();
Optional介紹
Optional是Java8新加入的一個(gè)容器，這個(gè)容器只存1個(gè)或0個(gè)元素，它用于防止出現(xiàn)NullpointException，它提供如下方法：
- isPresent()
判斷容器中是否有值。 - ifPresent(Consume<T> lambda)
容器若不為空則執(zhí)行括號(hào)中的Lambda表達(dá)式。 - T get()
獲取容器中的元素，若容器為空則拋出NoSuchElement異常。 - T orElse(T other)
獲取容器中的元素，若容器為空則返回括號(hào)中的默認(rèn)值。
2.12 獲取第一個(gè)元素findFirst
Optional<Person> person = list.stream()
.findFirst();
2.13 歸約
歸約是將集合中的所有元素經(jīng)過指定運(yùn)算，折疊成一個(gè)元素輸出，如：求最值、平均數(shù)等，這些操作都是將一個(gè)集合的元素折疊成一個(gè)元素輸出。
在流中，reduce函數(shù)能實(shí)現(xiàn)歸約。
reduce函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)：
- 初始值
- 進(jìn)行歸約操作的Lambda表達(dá)式
2.13.1 元素求和：自定義Lambda表達(dá)式實(shí)現(xiàn)求和
例：計(jì)算所有人的年齡總和
int age = list.stream().reduce(0, (person1,person2)->person1.getAge()+person2.getAge());
reduce的第一個(gè)參數(shù)表示初試值為0；
reduce的第二個(gè)參數(shù)為需要進(jìn)行的歸約操作，它接收一個(gè)擁有兩個(gè)參數(shù)的Lambda表達(dá)式，reduce會(huì)把流中的元素兩兩輸給Lambda表達(dá)式，最后將計(jì)算出累加之和。
2.13.2 元素求和：使用Integer.sum函數(shù)求和
上面的方法中我們自己定義了Lambda表達(dá)式實(shí)現(xiàn)求和運(yùn)算，如果當(dāng)前流的元素為數(shù)值類型，那么可以使用Integer提供了sum函數(shù)代替自定義的Lambda表達(dá)式，如：
int age = list.stream().reduce(0, Integer::sum);
Integer類還提供了min、max等一系列數(shù)值操作，當(dāng)流中元素為數(shù)值類型時(shí)可以直接使用。
2.14 數(shù)值流的使用
采用reduce進(jìn)行數(shù)值操作會(huì)涉及到基本數(shù)值類型和引用數(shù)值類型之間的裝箱、拆箱操作，因此效率較低。
當(dāng)流操作為純數(shù)值操作時(shí)，使用數(shù)值流能獲得較高的效率。
2.14.1 將普通流轉(zhuǎn)換成數(shù)值流
StreamAPI提供了三種數(shù)值流：IntStream、DoubleStream、LongStream，也提供了將普通流轉(zhuǎn)換成數(shù)值流的三種方法：mapToInt、mapToDouble、mapToLong。
如，將Person中的age轉(zhuǎn)換成數(shù)值流：
IntStream stream = list.stream()
.mapToInt(Person::getAge);
2.14.2 數(shù)值計(jì)算
每種數(shù)值流都提供了數(shù)值計(jì)算函數(shù)，如max、min、sum等。
如，找出最大的年齡：
OptionalInt maxAge = list.stream()
.mapToInt(Person::getAge)
.max();
由于數(shù)值流可能為空，并且給空的數(shù)值流計(jì)算最大值是沒有意義的，因此max函數(shù)返回OptionalInt，它是Optional的一個(gè)子類，能夠判斷流是否為空，并對(duì)流為空的情況作相應(yīng)的處理。
此外，mapToInt、mapToDouble、mapToLong進(jìn)行數(shù)值操作后的返回結(jié)果分別為：OptionalInt、OptionalDouble、OptionalLong
