Java JVM（九）：JDK8的集合流式操作
一. 基本概念
二. 序列流和並行流
三. 中間操作 和 最終操作
一. 基本概念
1.1 為什麼加入 集合的流式操作
JDK8 的Stream 是一個受到 函數語言程式設計 和 多核時代影響而產生的東西。很多時候我們需要到底層返回資料，上層再對資料進行遍歷，進行一些資料統計，但是之前的Java API 中很少有這種方法，這就需要我們自己來 Iterator 來遍歷，如果JDK 能夠為我們提供一些這種方法，並且能夠為我們優化就好了。
所以JDK8加入 了 java.util.stream包，實現了集合的流式操作，流式操作包括集合的過濾，排序，對映等功能。根據流的操作性，又可以分為 序列流 和 並行流。根據操作返回的結果不同，流式操作又分為中間操作和最終操作。大大方便了我們對於集合的操作。
- 最終操作：返回一特定型別的結果。
- 中間操作：返回流本身。
1.2 什麼是 流
Stream 不是 集合元素，也不是資料結構，它相當於一個 高階版本的 Iterator，不可以重複遍歷裡面的資料，像水一樣，流過了就一去不復返。它和普通的 Iterator 不同的是，它可以並行遍歷，普通的 Iterator 只能是序列，在一個執行緒中執行。
二. 序列流和並行流：
序列流操作在一個執行緒中依次完成。並行流在多個執行緒中完成，主要利用了 JDK7 的 Fork/Join 框架來拆分任務和加速處理。相比序列流，並行流可以很大程度提高程式的效率。
三. 中間操作 和 最終操作
中間操作：
- filter()： 對元素進行過濾
- sorted()：對元素排序
- map()：元素對映
- distinct()：去除重複的元素
最終操作：
- forEach()：遍歷每個元素。
- reduce()：把Stream 元素組合起來。例如，字串拼接，數值的 sum，min，max ，average 都是特殊的 reduce。
- collect()：返回一個新的集合。
- min()：找到最小值。
- max()：找到最大值。
3.1 filter() 對元素進行過濾
Demo（有一連結串列，{1,2,3,4,5}，把偶數過濾掉）：
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
for(int i = 1 ; i <= 5; ++i){ -
list.add(i); -
} -
list.stream().filter(param -> (int)param % 2 == 1) -
.forEach(System.out::println); -
} -
}
輸出：
1
3
5
3.2 sorted() 對元素進行排序
Demo（有一連結串列，{2,3,1,5,4}，從小到大排序）：
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
list.add(2); -
list.add(3); -
list.add(1); -
list.add(5); -
list.add(4); -
list.stream().sorted().forEach(System.out::println); -
} -
}
輸出：
1
2
3
4
5Ps1： 此時為升序，那麼有時候我們可能會需要到降序，此時做法可以如下：
流除了提供預設的升序 sorted() 方法，也提供了：
Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator);那麼，自定義比較函式即可，如下程式碼：
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
list.add(2); -
list.add(3); -
list.add(1); -
list.add(5); -
list.add(4); -
// list.stream().sorted().forEach(System.out::println); -
list.stream().sorted( (param1,param2) -> ((int)param1 < (int)param2 ? 1 : -1 ) ) -
.forEach(System.out::println); -
} -
}
輸出為：
5
4
3
2
13.3 map() 元素對映
也就是說，原來的連結串列的每個元素可以按照規則變成相應的元素。
Demo（連結串列 (1,0)，變成 true，false）：
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
list.add(1); -
list.add(0); -
list.stream().map( param -> (int)param == 1 ? true:false ) -
.forEach(System.out::println); -
} -
}
輸出：
-
true -
false
3.4 distinct() 去除重複元素
Demo：
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
list.add(1); -
list.add(1); -
list.add(0); -
list.stream().distinct().forEach(System.out::println); -
} -
}
3.5 reduce() ：把Stream 元素組合起來。
Demo（從1加到5）：
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
list.add(1); -
list.add(2); -
list.add(3); -
list.add(4); -
list.add(5); -
System.out.println( -
list.stream().reduce((param1,param2) ->(int)param1 + (int)param2 ).get()); -
} -
}
注意，reduce() 返回一個 Optional 型別的物件，可以通過 get() 方法獲得值。
3.6 collect() ：返回一個新的集合
Demo（先把 list 集合的 奇數去掉，然後把剩下的偶數返回到 _list 集合中）：
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
list.add(1); -
list.add(2); -
list.add(3); -
list.add(4); -
list.add(5); -
List _list = (List) list.stream().filter((param) -> (int)param % 2 == 0) -
.collect(Collectors.toList()); -
_list.forEach(System.out::println); -
} -
}
輸出：
2
43.7 min()，max() 找到最大值最小值
-
public class Test { -
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { -
List list = new ArrayList(); -
list.add(1); -
list.add(2); -
list.add(3); -
list.add(4); -
list.add(5); -
System.out.println(list.stream().min( -
(param1,param2) -> (int)param1 > (int)param2 ? 1:-1 ).get()); -
System.out.println(list.stream().max( -
(param1,param2) -> (int)param1 > (int)param2 ? 1:-1 ).get()); -
} -
}
注意， min()，max() 方法也是返回 Optional 物件， 可以通過 get() 方法返回值。
總結：
1. 流式操作的引入：提高執行效率（並行），方便編碼（有很多API 可用），提高可讀性。
2. 流的分類：可以分為序列流和並行流；對於操作：可以分為中間操作和最終操作
3. 流API：
中間操作：
filter()： 對元素進行過濾；
sorted()：對元素排序；
map()：元素對映；
distinct()：去除重複的元素 。
最終操作：
forEach()：遍歷每個元素；
reduce()：把Stream 元素組合起來。例如，字串拼接，數值的 sum，min，max ，average 都是特殊的 reduce。
collect()：返回一個新的集合。
min()：找到最小值。
max()：找到最大值。
Ps1：除了上面介紹的方法，還有如下方法：
- Intermediate：
map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、 distinct、 sorted、 peek、 limit、 skip、 parallel、 sequential、 unordered
- Terminal：
forEach、 forEachOrdered、 toArray、 reduce、 collect、 min、 max、 count、 anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 iterator
- Short-circuiting：
anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 limit
Ps2：在JDK 8 中的 Comparator 介面中，既有 equals 方法，也有 compare 方法，為什麼還可以宣告為函式式介面？有哪位大神指導麻煩告知一下。
參考：
1. Java 8 新特性概述：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-jdk8newfeature/index.html
2. Java 8 中的Stream API 詳解：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-java8streamapi/