JAVA8流之概念和收集器的示例分析

這篇文章將為大家詳細講解有關JAVA8流之概念和收集器的示例分析，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

在沒有流以前，處理集合里面的數(shù)據(jù)一般都會用到顯示的迭代器。用一下前面學生的例子吧。目標是獲得學分大于5的前倆位同學。

package com.aomi;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import static java.util.stream.Collectors.toList;

public class Main {

 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub

  List<Student> stus = getSources();

  Iterator<Student> ite = stus.iterator();

  List<String> names = new ArrayList<>();
  int limit = 2;
  while (ite.hasNext() && limit > 0) {

   Student stu = ite.next();

   if (stu.getScore() > 5) {

    names.add(stu.getName());
    limit--;
   }
  }

  for (String name : names) {
   System.out.println(name);
  }

 }

 public static List<Student> getSources() {
  List<Student> students = new ArrayList<>();

  Student stu1 = new Student();

  stu1.setName("lucy");
  stu1.setSex(0);
  stu1.setPhone("13700227892");
  stu1.setScore(9);

  Student stu2 = new Student();
  stu2.setName("lin");
  stu2.setSex(1);
  stu2.setPhone("15700227122");
  stu2.setScore(9);

  Student stu3 = new Student();
  stu3.setName("lili");
  stu3.setSex(0);
  stu3.setPhone("18500227892");
  stu3.setScore(8);

  Student stu4 = new Student();

  stu4.setName("dark");
  stu4.setSex(1);
  stu4.setPhone("16700555892");
  stu4.setScore(6);

  students.add(stu1);
  students.add(stu2);
  students.add(stu3);
  students.add(stu4);

  return students;
 }

}

如果用流的話是這樣子的。

public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub

  List<Student> stus = getSources();

  List<String> names = stus.stream()
    .filter(st -> st.getScore() > 5)
    .limit(2)
    .map(st -> st.getName())
    .collect(toList());
  for (String name : names) {
   System.out.println(name);
  }

 }

把這倆段代碼相比較主要是為了說明一個概念：以前做法都是在外部迭代，最為體現(xiàn)就是筆者在外面定義了一個集合names 。而流卻什么也沒有，現(xiàn)在我們應該能清楚感受到流是在內(nèi)部迭代。也就是說流已經(jīng)幫你做好了迭代。我們只要傳入相關的函數(shù)就可以得到想要的結果。至于內(nèi)部迭代的好處，筆者沒有辦法親身的感受，唯一的感覺就是代碼變的簡單明了了。但是官方說Stream庫為了我們在內(nèi)部迭代里面做了很多優(yōu)化和充公利用性能的操作。比如并行操作。所以筆者就聽官方了。

事實上，在用流的過程中，我們用到很多方法函數(shù)。比如上面的limit方法，filter方法等。這個定義為流操作。但是不管是什么操作，你必須要有一個數(shù)據(jù)源吧?？偨Y如下：

1. 數(shù)據(jù)源：用于生成流的數(shù)據(jù)，比如集合。

2. 流操作：類似于limit方法，filter方法。

流還有一種特點——部分流操作是沒有執(zhí)行的。一般都是在collect函數(shù)執(zhí)行的時候，才開始執(zhí)行個個函數(shù)。所以我們可以細分一下流操作：

1. 數(shù)據(jù)源：用于生成流的數(shù)據(jù)，比如集合。

2. 中間操作：類似于limit方法，filter方法。這些操作做變了一個操作鏈，有一點流水線的概念。

3. 終端操作：執(zhí)行上面的操作鏈。比如collect函數(shù)。

從上面的講解我們就可以感覺流好像是先收集相關的目標操作，什么意思呢？就是先把要做的事情計劃一下，最后一聲令下執(zhí)行。而下這個命令是collect函數(shù)。這一點跟.NET的Linq是很像的。同時記得他只能執(zhí)行一次。也就是說這個流執(zhí)行一次之后，就不可能在用了。
筆者列一下以前的用到的函數(shù)

forEach：終端
collect：終端
count：終端
limit：中間
filter：中間
map：中間
sorted：中間

到目前為止我們用到的流都是通過集合來建一個流。筆者對此從來沒有講過?，F(xiàn)在筆者來講些構建流的方式。
在stream庫里面為我們提供了這樣子一個方法——Stream.of

package com.aomi;

import java.util.Optional;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub

		Stream stream = Stream.of("I", "am", "aomi");

		Optional<String> firstWord = stream.findFirst();
		
		if(firstWord.isPresent())
		{
			System.out.println("第一個字："+firstWord.get());
		}
	}

}

運行結果：

去看一下of方法的代碼。如下

public static<T> Stream<T> of(T... values) {
  return Arrays.stream(values);
 }

說明我們可能指定一個類型來建一個流。上面可以修改為

Stream<String> stream = Stream.of("I", "am", "aomi");

findFirst函數(shù)用于表示返回第一個值。那就是可能數(shù)據(jù)源是一個空呢？所以他有可以會返回null。所以就是用一個叫Optional類的表示可以為空。這樣子我們就可以用Optional類的方法進一步做安全性的操作。比如判斷有沒有值（isPresent()）
筆者想要建一個int類型的數(shù)組流玩玩。為了方便筆者便試給一下上面的代碼。卻發(fā)現(xiàn)報錯了。

如果我把int改為Integer呢？沒有問題了。所以注意要用引用類型的。int類型對應為Integer類型。

package com.aomi;

import java.util.Optional;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {

 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub

  Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 9);

  Optional<Integer> firstWord = stream.findFirst();
  
  if(firstWord.isPresent())
  {
   System.out.println("第一個字："+firstWord.get());
  }
 
 }

}

運行結果：

那想要用int類型呢?什么辦呢？改改

package com.aomi;

import java.util.OptionalInt;
import java.util.stream.IntStream;

public class Main {

 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub

  IntStream stream = IntStream.of(1, 2, 9);

  OptionalInt firstWord = stream.findFirst();
  
  if(firstWord.isPresent())
  {
   System.out.println("第一個字："+firstWord.getAsInt());
  }
 
 }

}

運行結果：

我們以上面的例子來一個猜測：是不是Double類型，只要修改為DoubleStream就行呢？試試。

package com.aomi;

import java.util.OptionalDouble;
import java.util.stream.DoubleStream;

public class Main {

 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub

  DoubleStream stream = DoubleStream.of(1.3, 2.3, 9.5);

  OptionalDouble firstWord = stream.findFirst();
  
  if(firstWord.isPresent())
  {
   System.out.println("第一個字："+firstWord.getAsDouble());
  }
 
 }

}

運行結果：

結果很明顯，我們的猜測是對的。所以見意如果你操作的流是一個int或是double的話，請進可能的用XxxStream 來建流。這樣子在流的過程中不用進行拆裝和封裝了。必竟這是要性能的。在看一下如果數(shù)據(jù)源是一個數(shù)組的情況我們?nèi)绾紊闪髂兀?/p>

public static Collector<CharSequence, ?, String> joining(CharSequence delimiter,
                CharSequence prefix,
                CharSequence suffix) {
  return new CollectorImpl<>(
    () -> new StringJoiner(delimiter, prefix, suffix),
    StringJoiner::add, StringJoiner::merge,
    StringJoiner::toString, CH_NOID);
 }

在看一個叫toList函數(shù)的代碼。

public static <T>
 Collector<T, ?, List<T>> toList() {
   return new CollectorImpl<>((Supplier<List<T>>) ArrayList::new, List::add,
         (left, right) -> { left.addAll(right); return left; },
         CH_ID);
 }

我們發(fā)現(xiàn)他會共同的返回一個Collector類型。從上面我們就可以知道他的任務就是用去處理最后數(shù)據(jù)。我們把他定為收集器。讓我們看一下收集器的接口代碼吧;

public interface Collector<T, A, R> {

 Supplier<A> supplier();

 BiConsumer<A, T> accumulator();

 BinaryOperator<A> combiner();

 Function<A, R> finisher();

 Set<Characteristics> characteristics();
}

光看前面四個方法是不是有一點熟悉的感覺。想要說明這個五個方法的作用。就必須明白一個概念——并行歸約。前面筆者講過流是一個內(nèi)部迭代，也說Stream庫為我們做一個很多優(yōu)化的事情。其中一個就是并行。他用到了JAVA 7引入的功能——分支/合并框架。也就是說流會以遞歸的方式拆分成很多子流，然后子流可以并行執(zhí)行。最后在倆倆的子流的結果合并成一個最終結果。而這倆倆合并的行為就叫歸約 。如圖下。引用于《JAVA8實戰(zhàn)》

我們必須根據(jù)圖上的意思來走。子流的圖里面會調用到Collector類的三個方法。

1. supplier方法：用創(chuàng)建數(shù)據(jù)存儲的地方。

2. accumulator方法：用于子流執(zhí)行過程的迭代工作。即是遍歷每一項都會執(zhí)行。所以可以這里做一些工作。

3. finisher方法：返回最后的結果，你可以在這里進一步處理結果。

每一個子流結束這之后，就是倆倆合并。這個時候就要看流的機制圖了。

1. combiner方法：會傳入每一個子流的結果過來，我們就可以在這里在做一些工作。

2. finisher方法：返回最后的結果。同上面子流的一樣子。

好像沒有characteristics什么事情。不是這樣子的。這個方法是用來說明當前這個流具備哪些優(yōu)化。這樣子執(zhí)行流的時候，就可以很清楚的知道要以什么樣子的方式執(zhí)行了。比如并行。
他是一個enum類。值如下

1. UNORDERED：這個表示執(zhí)行過程中結果不受歸約和遍歷的影響

2. CONCURRENT：表示可以多個線和調用accumulator方法。并且可以執(zhí)行并行。當然前無序數(shù)據(jù)的才并行。除非收集器標了UNORDERED。

3. IDENTITY_FINISH：表示這是一個恒等函數(shù)，就是做了結果也一樣子。不用做了可以跳過了。

由了上面的講說明，我們在來寫一個自己的收集器吧——去除相同的單詞
DistinctWordCollector類：

package com.aomi;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.EnumSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.BinaryOperator;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.Collector;

public class DistinctWordCollector implements Collector<String, List<String>, List<String>> {

 @Override
 public Supplier<List<String>> supplier() {
  // TODO Auto-generated method stub
  return () -> new ArrayList<String>();
 }

 /**
  * 子流的處理項的過程
  */
 @Override
 public BiConsumer<List<String>, String> accumulator() {
  // TODO Auto-generated method stub
  return (List<String> src, String val) -> {

   if (!src.contains(val)) {
    src.add(val);
   }
  };
 }

 /**
  * 倆倆并合的執(zhí)行函數(shù)
  */
 @Override
 public BinaryOperator<List<String>> combiner() {
  // TODO Auto-generated method stub
  return (List<String> src1, List<String> src2) -> {
   for (String val : src2) {
    if (!src1.contains(val)) {
     src1.add(val);
    }
   }
   return src1;
  };
 }

 @Override
 public Function<List<String>, List<String>> finisher() {
  // TODO Auto-generated method stub
  return Function.identity();
 }

 @Override
 public Set<Characteristics> characteristics() {
  // TODO Auto-generated method stub
  return Collections.unmodifiableSet(EnumSet.of(Characteristics.IDENTITY_FINISH, Characteristics.CONCURRENT));
 }

}

 Main:

public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub

  List<String> words = Arrays.asList("aomi","lili","lucy","aomi","Nono");

  List<String> vals = words.stream().collect(new DistinctWordCollector());
  
  for (String val : vals) {
   System.out.println(val);
  }
 }

運行結果

結果確定就是我們想要的——去掉了重復的aomi

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