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Java函数式编程学习——Stream流

小半 • • 后端开发 • 阅读 195

导读：本篇文章讲解 Java函数式编程学习——Stream流，希望对大家有帮助，欢迎收藏，转发！站点地址：www.bmabk.com

目录

概述

案例数据准备

1. 常用操作

2. 中间操作

filter

 map

 distinct

 sorted

limit

skip

flatMap

3. 终结操作

foreach

 count

max & min

collect

 anyMatch

 allMatch

noneMatch

findAny

findFirst

注意事项

（以下学习资料来自b站up主 三更草堂）

概述

       Java8 的 Stream 使用的是函数式编程模式，如同它的名字一样，它可以被用来对集合或数组进行链状流式的操作。可以更方便的让我们对集合或数组操作。

案例数据准备

引入依赖

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.16</version>
        </dependency>
    </dependencies>

Author实体类

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@EqualsAndHashCode//用于后期的去重使用
public class Author {
    //id
    private Long id;
    //姓名
    private String name;
    //年龄
    private Integer age;
    //简介
    private String intro;
    //作品
    private List<Book> books;
}

Book实体类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@EqualsAndHashCode//用于后期的去重使用
public class Book {
    //id
    private Long id;
    //书名
    private String name;

    //分类
    private String category;

    //评分
    private Integer score;

    //简介
    private String intro;

}

插入数据

 private static List<Author> getAuthors() {
        //数据初始化
        Author author = new Author(1L,"蒙多",33,"一个从菜刀中明悟哲理的祖安人",null);
        Author author2 = new Author(2L,"亚拉索",15,"狂风也追逐不上他的思考速度",null);
        Author author3 = new Author(3L,"易",14,"是这个世界在限制他的思维",null);
        Author author4 = new Author(3L,"易",14,"是这个世界在限制他的思维",null);

        //书籍列表
        List<Book> books1 = new ArrayList<>();
        List<Book> books2 = new ArrayList<>();
        List<Book> books3 = new ArrayList<>();

        books1.add(new Book(1L,"刀的两侧是光明与黑暗","哲学,爱情",88,"用一把刀划分了爱恨"));
        books1.add(new Book(2L,"一个人不能死在同一把刀下","个人成长,爱情",99,"讲述如何从失败中明悟真理"));

        books2.add(new Book(3L,"那风吹不到的地方","哲学",85,"带你用思维去领略世界的尽头"));
        books2.add(new Book(3L,"那风吹不到的地方","哲学",85,"带你用思维去领略世界的尽头"));
        books2.add(new Book(4L,"吹或不吹","爱情,个人传记",56,"一个哲学家的恋爱观注定很难把他所在的时代理解"));

        books3.add(new Book(5L,"你的剑就是我的剑","爱情",56,"无法想象一个武者能对他的伴侣这么的宽容"));
        books3.add(new Book(6L,"风与剑","个人传记",100,"两个哲学家灵魂和肉体的碰撞会激起怎么样的火花呢？"));
        books3.add(new Book(6L,"风与剑","个人传记",100,"两个哲学家灵魂和肉体的碰撞会激起怎么样的火花呢？"));

        author.setBooks(books1);
        author2.setBooks(books2);
        author3.setBooks(books3);
        author4.setBooks(books3);

        List<Author> authorList = new ArrayList<>(Arrays.asList(author,author2,author3,author4));
        return authorList;
    }

需求一：

我们可以调用getAuthors方法获取到作家的集合。现在需要打印所有年龄小于18的作家的名字，并且要注意去重。

List<Author> authors = getAuthors();
        //System.out.println(authors);
        authors.stream() //把集合转换成流
                .distinct() //去重
                .filter(new Predicate<Author>() {  //进行过滤 根据条件
                    @Override
                    public boolean test(Author author) {
                        return author.getAge() < 18;
                    }
                })
                .forEach(new Consumer<Author>() {   //打印出来
                    @Override
                    public void accept(Author author) {
                        System.out.println(author.getName());
                    }
                });

    }

将匿名内部类转换为lambda表达式：

        List<Author> authors = getAuthors();
        //System.out.println(authors);
        //打印出来
        //进行过滤 根据条件
        authors.stream() //把集合转换成流
                .distinct() //去重
                .filter(author -> author.getAge() < 18)
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

    }

输出结果：

Connected to the target VM, address: '127.0.0.1:50848', transport: 'socket'
亚拉索
易

进入debug模式查看，查看去重，过滤后的结果：

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1. 常用操作

目录

概述

案例数据准备

单列集合：集合对象.stream() 

        List<Author> authors = getAuthors();
        Stream<Author> stream = authors.stream();

 数组：Arrays.strean()

        Integer[] arr = {1,2,3,4,5};
        Stream<Integer> stream = Arrays.stream(arr); //传入一个数组，返回一个流对象
        stream.distinct()
                .forEach(integer -> System.out.println("数字="+integer));
        Integer[] arr = {1,2,3,4,5};
        //Stream<Integer> stream = Arrays.stream(arr); //传入一个数组，返回一个流对象
        Stream<Integer> arr1 = Stream.of(arr); //也可以用这种方式将数组转换为stream流
        arr1.distinct()
                .forEach(integer -> System.out.println("数字="+integer));

双列集合：转换为单列集合后再创建 （Map）

        Map<String,Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("蜡笔小新",19);
        map.put("黑子",17);
        map.put("日向翔阳",16);
        //将map转换为单列集合 Set
        Set<Map.Entry<String, Integer>> entrySet = map.entrySet();
        Stream<Map.Entry<String, Integer>> stream = entrySet.stream();

        stream.filter(entry -> entry.getValue() > 16)
                .forEach(stringIntegerEntry -> System.out.println(stringIntegerEntry.getKey()+"="+stringIntegerEntry.getValue()));

2. 中间操作

filter

需求：打印所有姓名长度大于1的作家的姓名

        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .filter(author -> author.getName().length() > 1)
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

Java函数式编程学习——Stream流

 map

可以把流当中的元素进行计算或转换

需求：打印所有作家的姓名

方式一：直接用foreach打印

        List<Author>authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

方式二：将流当中的Author类型转换为String类型输出

Function方法中第一个泛型的类型必须和流当中的类型一致

        List<Author>authors = getAuthors();
        //把流当中的元素进行类型转换 第一个参数一般不变，第二个参数是要把流当中的元素转换成什么，比如只是姓名（String）
        authors.stream().map(new Function<Author, String>() {
            @Override
            //参数是第一个定义的类型 Author ,方法返回值是 String
            public String apply(Author author) {
                return author.getName();
            }
        }).forEach(new Consumer<String>() {
            @Override
            public void accept(String s) {
                System.out.println(s);
            }
        });

转换为lambda

        authors.stream().map(author -> author.getName())
                .forEach(s -> System.out.println(s));

Java函数式编程学习——Stream流

 distinct

去除流中重复的元素

依赖的是Object.equals()方法来判断是否是重复的对象。所以注意需要重写equals方法。

需求：打印所有作家的姓名，并且要求其中不能有重复元素。

        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

Java函数式编程学习——Stream流

 sorted

需求：对流当中的元素进行排序，按照年龄来排序，降序，要求不能有重复元素

注意：如果调用空参的sorted()方法，需要流中的元素是实现了Comparable接口的。

public class Author implements Comparable<Author>{

    private Long id;

    private String name;

    private Integer age;

    private String intro;

    private List<Book> books;

    @Override
    public int compareTo(Author o) {
        return o.getAge()- this.getAge() ;
    }
}
        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted()
                .forEach(author -> System.out.println(author.getAge()));

使用sort的有参的方法

        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted(new Comparator<Author>() {
                    @Override
                    public int compare(Author o1, Author o2) {
                        return o2.getAge()- o1.getAge();
                    }
                })
                .forEach(author -> System.out.println(author.getAge()));
    }

limit

可以设置流的最大长度，超出的部分将被抛弃

需求：对流中的元素按照年龄进行降序排序，并且要求不能有重复的元素,然后打印其中年龄最大的两个作家的姓名。

        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted()
                .limit(2)
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));

skip

跳过流中的前n个元素，返回剩下的元素

需求：打印除了年龄最大的作家外的其他作家，要求不能有重复元素，并且按照年龄降序排序。

        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .distinct()
                .sorted()
                .skip(1) //跳过第一个元素 从1 开始
                .forEach(author -> System.out.println(author.getName()));
    }

flatMap

map只能把一个对象转换成另一个对象来作为流中的元素。而flatMap可以把一个对象转换成多个对象作为流中的元素。

需求一：打印所有书籍的名字。要求对重复的元素进行去重。

如果直接getBooks() ,拿到的都是book的list集合，而不是book对象

        authors.stream()
                .map(author -> author.getBooks())
                .forEach(new Consumer<List<Book>>() {
                    @Override
                    public void accept(List<Book> books) {
                        System.out.println(books);
                    }
                });

Java函数式编程学习——Stream流

如果希望流当中的元素都变成book对象，需要用flatMap

Java函数式编程学习——Stream流

 要求返回的类型是 Stream流对象

        authors.stream()
                .flatMap(new Function<Author, Stream<Book>>() {
                    @Override
                    public Stream<Book> apply(Author author) {
                        return author.getBooks().stream(); //先获取集合，再将集合转换为流对象
                    }
                })
                .distinct()
                .forEach(new Consumer<Book>() {
                    @Override
                    public void accept(Book book) {
                        System.out.println(book.getName());
                    }
                });

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 需求二： 打印现有数据的所有分类。要求对分类进行去重。不能出现这种格式：哲学,爱情

        List<Author> authors = getAuthors();
        authors.stream()
                .flatMap((Function<Author, Stream<Book>>) author -> author.getBooks().stream())
                .distinct()
                .flatMap(book -> Arrays.stream(book.getCategory().split(",")))//将目录按照，分割，然后放到数组里，再转换成stream流,里面元素都是String类型
                .distinct() //对分类进行去重
                .forEach(category -> System.out.println(category));

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3. 终结操作

foreach

对流当中的元素进行遍历操作，我们通过传入的参数去指定对遍历的元素进行什么具体的操作。

        authors.stream()
                .map(author -> author.getName())
                .distinct()
                .forEach(name -> System.out.println(name));
    }

 count

 用来获取当前流中元素的个数。

需求：打印这些作家的所出书籍的数目，注意删除重复元素。

    private static void test13() {
        //要让流中的元素是书
        List<Author> authors = getAuthors();
        long count = authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .distinct()
                .count();
        System.out.println(count);
    }

max & min

取流中的最值

需求：分别获取这些作家的所出书籍的最高分和最低分并打印。

        List<Author> authors = getAuthors();
        Optional<Integer> max = authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .map(book -> book.getScore())
                .max((score1, score2) -> score1 - score2);
        Optional<Integer> min = authors.stream()
                .flatMap(author -> author.getBooks().stream())
                .map(book -> book.getScore())
                .min(new Comparator<Integer>() {
                    @Override
                    public int compare(Integer score1, Integer score2) {
                        return score1 - score2;
                    }
                });
        System.out.println(max.get());
        System.out.println(min.get());

collect

把当前流转换为一个集合

需求一：获取一个存放所有作者名字的 List 集合

    private static void test15() {
        List<Author> authors = getAuthors();
        List<String> nameList= authors.stream()
                .map(author -> author.getName())
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(nameList);
    }
[蒙多, 亚拉索, 易, 易]

需求二：获取一个存放所有作者名字的 Set集合

    private static void test16() {
        List<Author> authors = getAuthors();
        Set<String> nameSet = authors.stream()
                .map(author -> author.getName())
                .collect(Collectors.toSet());
        System.out.println(nameSet);
    }

[亚拉索, 蒙多, 易]

需求三：获取一个map集合，map的key为作者名，value为List<Book>

        List<Author> authors = getAuthors();
        Map<String, List<Book>> map = authors.stream()
                .distinct()
                .collect(Collectors.toMap(new Function<Author, String>() {
                    @Override
                    public String apply(Author author) {
                        return author.getName();
                    }
                }, new Function<Author, List<Book>>() {
                    @Override
                    public List<Book> apply(Author author) {
                        return author.getBooks();
                    }
                }));
        System.out.println(map);

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 查找和匹配

 anyMatch

可以用来判断是否有任意符合匹配条件的元素，结果为boolean类型。

需求：判断是否有年龄在29以上的作家

        List<Author> authors = getAuthors();
        boolean b = authors.stream()
                .anyMatch(new Predicate<Author>() {
                    @Override
                    public boolean test(Author author) {
                        return author.getAge() > 29;
                    }
                });
        System.out.println(b);

 Java函数式编程学习——Stream流

 allMatch

可以用来判断是否都符合匹配条件，结果为boolean类型。如果都符合结果为true，否则结果为false。

需求：判断是否所有的作家都是成年人 

        List<Author> authors = getAuthors();
        boolean b = authors.stream()
                .allMatch(new Predicate<Author>() {
                    @Override
                    public boolean test(Author author) {
                        return author.getAge() >= 18;
                    }
                });
        System.out.println(b);

noneMatch

可以判断流中的元素是否都不符合匹配条件。如果都不符合结果为true，否则结果为false

findAny

获取流中的任意一个元素。该方法没有办法保证获取的一定是流中的第一个元素。

需求：获取任意一个年龄大于18的作家，如果存在就输出他的名字  返回的对象是Optional<Author>

    private static void test20() {
        List<Author> authors = getAuthors();
        Optional<Author> any = authors.stream()
                .filter(author -> author.getAge() > 18)
                .findAny();
        any.ifPresent(new Consumer<Author>() {
            @Override
            public void accept(Author author) {
                System.out.println(author.getName());
            }
        });
    }
蒙多

findFirst

获取流中的第一个元素。

需求：获取一个年龄最小的作家，并输出他的姓名。

先按sorted排序，按年龄从小到大，然后获取第一个。

    private static void test21() {
        List<Author> authors = getAuthors();
        Optional<Author> first = authors.stream()
                .sorted(new Comparator<Author>() {
                    @Override
                    public int compare(Author o1, Author o2) {
                        return o1.getAge() - o2.getAge();
                    }
                })
                .findFirst();
        first.ifPresent(new Consumer<Author>() {
            @Override
            public void accept(Author author) {
                System.out.println(author.getName() + author.getAge());
            }
        });
    }
易14

 改成 o2 -o1 获取的就是第一个年龄最大的

Java函数式编程学习——Stream流

对流中的数据按照你指定的计算方式计算出一个结果。 （缩减操作）

reduce的作用是把stream中的元素给组合起来，我们可以传入一个初始值，它会按照我们的计算方式依次拿流中的元素和初始化值进行计算，计算结果再和后面的元素计算。

reduce两个参数的重载形式内部的计算方式如下：

其中identity就是我们可以通过方法参数传入的初始值，accumulator的apply具体进行什么计算也是我们通过方法参数来确定的。

T result = identity;
for (T element : this stream)
	result = accumulator.apply(result, element)
return result;

需求一：使用reduce求所有作者年龄的和

    private static void test22() {
        List<Author> authors = getAuthors();
        Integer sum = authors.stream()
                .map(author -> author.getAge())
                .reduce(0, new BinaryOperator<Integer>() {
                    @Override
                    public Integer apply(Integer result, Integer element) {
                        return result + element;
                    }
                });
        System.out.println(sum);
    }

需求二： 使用reduce求所有作者中年龄的最大值

先将Author 流 转换为Integer类型的流 然后使用reduce 找到最大年龄

    private static void test23() {
        List<Author> authors = getAuthors();
        Integer reduce = authors.stream()
                .map(author -> author.getAge())
                .reduce(Integer.MIN_VALUE, new BinaryOperator<Integer>() {
                    @Override
                    public Integer apply(Integer result, Integer element) {
                        return element > result ?  element : result;
                    }
                });
        System.out.println(reduce);
    }

需求三：使用reduce求所有作者中年龄的最小值

    private static void test24() {
        List<Author> authors = getAuthors();
        Integer reduce = authors.stream()
                .map(author -> author.getAge())
                .reduce(Integer.MAX_VALUE, new BinaryOperator<Integer>() {
                    @Override
                    public Integer apply(Integer result, Integer element) {
                        return result > element ? element : result;
                    }
                });
        System.out.println(reduce);
    }

一个参数的重载形式内部的计算：

 	 boolean foundAny = false;
     T result = null;
     for (T element : this stream) {
         if (!foundAny) {
             foundAny = true;
             result = element;
         }
         else
             result = accumulator.apply(result, element);
     }
     return foundAny ? Optional.of(result) : Optional.empty();

注意事项

  • 惰性求值              如果没有终结操作，中间的操作是不会被执行的
  • 流是一次性的       一个流对象经过一次终结操作以后，就不能再被使用
  • 不会影响原数据   我们再流中可以对数据做很多处理，但是正常情况下是不会影响原来集合中的元素的。

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