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前言
相信很多人(包括我自己),在很長一段時間內(nèi)雖然使用了 JDK 1.8 ,卻從來沒有使用過自1.8開始增加的 Stream 這一強大使用的新特性,本文則將先從如何創(chuàng)建 Stream 開始,逐步去學會 Stream 的使用。本文不會涉及對流中數(shù)據(jù)的操作,而只討論創(chuàng)建流的幾種方法,以及一些基礎概念,關于流的實用操作將會在后續(xù)文章中一一介紹。
Stream 與 Collection 的區(qū)別
1.用途與關注點不同
Collection 主要關注于對象的存儲方面,通過使用 List
、 Map
、Set
等等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),讓數(shù)據(jù)被更好的組織起來,以便于使用。而 Stream 則關注于對象的操作方面,包含reduce
、map
、filter
等等實用的操作。
2.流是懶搜索(Laziness-seeking)的
先看一個例子,考慮一下代碼:
Random random = new Random(29); random.ints() .filter(v -> v > 5 && v < 31) .limit(3) .forEach(System.out::println); // output: // 21 // 22 // 28
代碼首先創(chuàng)建了一個隨機整數(shù)流,然后過濾得到其中在(5, 31)范圍內(nèi)的數(shù),最終得到其中的3個數(shù)并輸出,這里創(chuàng)建的流就是3中所說的無限流,而流在執(zhí)行的過程中一旦得到一個滿足條件的整數(shù)就會加到結(jié)果序列中,并且開始進行下一輪的搜索,直到找到3個滿足的整數(shù)為止。流只會完成所給任務(找到3個滿足指定范圍的整數(shù)并輸出),不會有額外的操作。
3.流的大小可以是無限的
盡管 Collection 的數(shù)據(jù)量也可以動態(tài)擴展改變,但由于計算機內(nèi)存是有限的,所以其數(shù)據(jù)量大小始終可以看成只能為有限的大小。但 Stream 則不同,由于流是懶加載的,所以當使用limit
類似的短路操作時,就可以利用特性2的原因去接收一個無限流。
4.流操作不存在副作用
和 Collection 中的某些操作,例如remove會刪除集合中的元素不同,流不會修改生成流的原有集合中的數(shù)據(jù),例如使用filter時,會產(chǎn)生一個經(jīng)過元素過濾后的新流,而不會修改原集合中的數(shù)據(jù)。
5.流屬于消耗品(Consumable)
不同與 Collection 沒有訪問次數(shù)與使用的限制,一個流在其生命周期中只能被執(zhí)行一次,當執(zhí)行了終端操作(terminal operation,在之后的文章中會具體介紹)后,即使沒有將流關閉,例如上述代碼中的forEach,也無法再次訪問了(類似迭代器),如下代碼所示,想要再操作,必須重新創(chuàng)建一個流。
IntStream stream = new Random(29).ints(); stream.filter(v -> v > 5 && v < 31) .limit(3) .forEach(System.out::println); // 當執(zhí)行了終端操作后再使用,就會出現(xiàn)一下異常提示信息 // java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed stream.forEach(System.out::println);
創(chuàng)建流
流可以通過很多種方式被創(chuàng)建,下面進行一一介紹:
1.Collection 家族創(chuàng)建的方式
對于實現(xiàn)了Collection 接口的類,都可以通過stream()和parallelStream()創(chuàng)建對應流,如下代碼所示:
List<Integer> list = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5)); // 創(chuàng)建一個普通的流 Stream<Integer> stream = list.stream(); // 創(chuàng)建一個并行流 Stream<Integer> parallelStream = list.parallelStream();
2.數(shù)組家族創(chuàng)建的方式
對于數(shù)組類型的元素,都可以使用Arrays類的stream()
創(chuàng)建對應的流,如果想獲得并行流則需要使用parallel()
方法,如下所示:
IntStream stream = Arrays.stream(new int[]{1, 2, 3}); // 生成流對應的并行流 IntStream parallelStream = stream.parallel();
3.Stream家族的工廠方法
通過工廠方法來創(chuàng)建流的方式比較多,可以通過empty
、of
、concat
、generate
、iterate
、range
、rangeClosed
以及builder
等方法創(chuàng)建流,下面就通過代碼樣例來一一介紹:
// 產(chǎn)生一個不包含任何元素的流 Stream<Object> stream1 = Stream.empty(); // 由給定元素所生成的流 Stream<Integer> stream2 = Stream.of(1, 2, 3); // 合并兩個流產(chǎn)生一個新的流 Stream<Object> stream3 = Stream.concat(stream1, stream2); // 創(chuàng)建一個<無限流>,流中的數(shù)據(jù)是通過調(diào)用所傳函數(shù)產(chǎn)生的 Stream<Double> stream4 = Stream.generate(Math::random); // 創(chuàng)建一個<無限流>,流中的數(shù)據(jù)由第一個參數(shù)、將 // 第一個參數(shù)作為函數(shù)參數(shù)調(diào)用產(chǎn)生的值以及不斷將 // 函數(shù)調(diào)用得到的值作為參數(shù)繼續(xù)調(diào)用所組成, // 例如下面會生成1,2,3....的整數(shù)流 Stream<Integer> stream5 = Stream.iterate(1, v -> v + 1); // 創(chuàng)建范圍為[1, 5)組成的整數(shù)流 IntStream stream6 = IntStream.range(1, 5); // 創(chuàng)建范圍為[1, 5]組成的整數(shù)流 IntStream stream7 = IntStream.rangeClosed(1, 5); // 通過流的建造者模式創(chuàng)建流 Stream.Builder<Integer> builder = Stream.builder(); for (int i = 0; i < 10; i++) { // add 與 accept 方法均可將元素添加到流中 // 區(qū)別是 add 無返回值, accept 會返回當前 builder 的 this 對象 // 底層 add 方法也是調(diào)用了 accept 然后返回 this // 因此對于 add 方法可以進行鏈式調(diào)用 builder.add(i); builder.accept(i); } Stream<Integer> stream8 = builder.build();
4.IO/NIO家族中的方法
除了兩種獲取lines
生成的流外,其它幾種方式都很少使用,這一部分了解即可。
try { String dir = System.getProperty("user.dir"); // 以下兩種方法均是獲取文件中行數(shù)據(jù)組成的流 Stream<String> stream1 = new BufferedReader(new FileReader(dir + "\\demo.txt")).lines(); Stream<String> stream2 = Files.lines(Paths.get(dir + "\\demo.txt")); // 獲取指定路徑下所有文件/文件夾的路徑組成的流 Stream<Path> stream3 = Files.list(Paths.get("d:\\temp")); // 獲取指定路徑下以及指定最深文件層級內(nèi)(在這里為2)且滿足函數(shù)條件的所有文件/文件夾的路徑組成的流 Stream<Path> stream4 = Files.find( Paths.get("d:\\temp"), 1, (path, basicFileAttributes) -> path.isAbsolute()); // 獲取指定路徑下以及指定最深文件層級內(nèi)(在這里為2)所有文件/文件夾的路徑組成的流 Stream<Path> stream5 = Files.walk(Paths.get("d:\\temp"), 2); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
5.Random 獲取流的方式
由于直接使用 Random 類生成隨機數(shù)無限流,均為基本數(shù)據(jù)類型組成的流,因此通常還需要使用boxed
方法進行裝箱(以前凡是生成的為IntStream
,DoubleStream
,LongStream
均同此),以便可以使用更加豐富的特性。
Random random = new Random(); // 以下三種方式得到的均是隨機數(shù)組成的<無限流> IntStream stream1 = random.ints(); DoubleStream stream2 = random.doubles(); LongStream stream3 = random.longs(); Stream<Integer> boxedStream = stream1.boxed();
下面就先舉一個具體的實用的例子,在之后的文章中會詳細介紹一些實用操作,這里可以先做了解:
// 對數(shù)組元素進行倒序排序 // 如果不進行裝箱(boxed)處理,則只能使用默認的升序排序方法 // 通過裝箱,則可以通過自定義比較器,實現(xiàn)更加多樣的排序 int[] arr = {1, 5, 4, 6, 3, 9, 4, 5, 6, 4}; int[] reverseArr = Arrays.stream(arr) .boxed() .sorted(Comparator.reverseOrder()) .mapToInt(Integer::valueOf) .toArray(); // output: [9, 6, 6, 5, 5, 4, 4, 4, 3, 1] System.out.println(Arrays.toString(reverseArr));
6.其它可以生成流的類
除了以上介紹的幾個主要可以生成流的類之外,還有一些其它不太常見的可以流的類,下面是部分代碼展示:
String s = "1,2,3,4,5,6,7"; // 由分割后的字符串組成的流 // 在這里就是"1", "2", "3", "4", "5", "6", "7"組成的流 Stream<String> stream1 = Pattern.compile(",").splitAsStream(s); BitSet bitSet = new BitSet(); for (int i = 0; i < 10; i++) { if (i % 2 == 0) { bitSet.set(i); } } // 由 bitset 中被設置為 true 的位下標所組成的流 // 在這里就是0, 2, 4, 6, 8 IntStream stream2 = bitSet.stream(); try { String dir = System.getProperty("user.dir"); JarFile jarFile = new JarFile(dir + "\\demo.jar"); // 由指定 jar 包中所有文件及文件夾的 JarEntry 對象所組形成的流 Stream<JarEntry> stream3 = jarFile.stream(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }
此外還可以通過 StreamSupport工具類進行產(chǎn)生和操作流,由于本文包括之后的文章主要是為了入門和先簡單上手,所以這里不做詳細討論,感興趣的可以自己進行查閱資料。
總結(jié)
本文簡單介紹了 Stream 這個自1.8開始引入的新特性,然后簡單介紹了一些基本概念和流的創(chuàng)建方式,在接下來的文章中還會介紹流的一些實用操作,希望能和大家一起學會使用 Stream 這個實用的特性,當然本文也難免有錯誤之處,希望得到各位的指正。
以上就是Java Stream的基本概念以及創(chuàng)建方法的詳細內(nèi)容,更多關于JAVA Stream的資料請關注億速云其它相關文章!
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