一文帶你入門Java Stream流，太強了
兩個星期以前，就有讀者強烈要求我寫一篇 Java Stream 流的文章，我說市面上不是已經有很多了嗎，結果你猜他怎麼說：“就想看你寫的啊！”你看你看，多麼蒼白的喜歡啊。那就“勉為其難”寫一篇吧，嘻嘻。
單從“Stream”這個單詞上來看，它似乎和 java.io 包下的 InputStream 和 OutputStream 有些關係。實際上呢，沒毛關係。Java 8 新增的 Stream 是為了解放程式設計師操作集合（Collection）時的生產力，之所以能解放，很大一部分原因可以歸功於同時出現的 Lambda 表示式——極大的提高了程式設計效率和程式可讀性。
Stream 究竟是什麼呢？
Stream 就好像一個高階的迭代器，但只能遍歷一次，就好像一江春水向東流；在流的過程中，對流中的元素執行一些操作，比如“過濾掉長度大於 10 的字串”、“獲取每個字串的首字母”等。
要想操作流，首先需要有一個數據源，可以是陣列或者集合。每次操作都會返回一個新的流物件，方便進行鏈式操作，但原有的流物件會保持不變。
流的操作可以分為兩種型別：
1）中間操作，可以有多個，每次返回一個新的流，可進行鏈式操作。
2）終端操作，只能有一個，每次執行完，這個流也就用光光了，無法執行下一個操作，因此只能放在最後。
來舉個例子。
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("武漢加油");
list.add("中國加油");
list.add("世界加油");
list.add("世界加油");
long count = list.stream().distinct().count();
System.out.println(count);
distinct() 方法是一箇中間操作（去重），它會返回一個新的流（沒有共同元素）。
Stream<T> distinct();
count() 方法是一個終端操作，返回流中的元素個數。
long count();
中間操作不會立即執行，只有等到終端操作的時候，流才開始真正地遍歷，用於對映、過濾等。通俗點說，就是一次遍歷執行多個操作，效能就大大提高了。
理論部分就扯這麼多，下面直接進入實戰部分。
01、建立流
如果是陣列的話，可以使用 Arrays.stream() 或者 Stream.of() 建立流；如果是集合的話，可以直接使用 stream() 方法建立流，因為該方法已經新增到 Collection 介面中。
public class CreateStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
String[] arr = new String[]{"武漢加油", "中國加油", "世界加油"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(arr);
stream = Stream.of("武漢加油", "中國加油", "世界加油");
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("武漢加油");
list.add("中國加油");
list.add("世界加油");
stream = list.stream();
}
}
檢視 Stream 原始碼的話，你會發現 of() 方法內部其實呼叫了 Arrays.stream() 方法。
public static<T> Stream<T> of(T... values) {
return Arrays.stream(values);
}
另外，集合還可以呼叫 parallelStream() 方法建立併發流，預設使用的是 ForkJoinPool.commonPool()執行緒池。
List<Long> aList = new ArrayList<>();
Stream<Long> parallelStream = aList.parallelStream();
02、操作流
Stream 類提供了很多有用的操作流的方法，我來挑一些常用的給你介紹一下。
1）過濾
通過 filter() 方法可以從流中篩選出我們想要的元素。
public class FilterStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("周杰倫");
list.add("王力巨集");
list.add("陶喆");
list.add("林俊杰");
Stream<String> stream = list.stream().filter(element -> element.contains("王"));
stream.forEach(System.out::println);
}
}
filter() 方法接收的是一個 Predicate（Java 8 新增的一個函式式介面，接受一個輸入引數返回一個布林值結果）型別的引數，因此，我們可以直接將一個 Lambda 表示式傳遞給該方法，比如說 element -> element.contains("王") 就是篩選出帶有“王”的字串。
forEach() 方法接收的是一個 Consumer（Java 8 新增的一個函式式介面，接受一個輸入引數並且無返回的操作）型別的引數，類名 :: 方法名是 Java 8 引入的新語法，System.out 返回 PrintStream 類，println 方法你應該知道是列印的。
stream.forEach(System.out::println); 相當於在 for 迴圈中列印，類似於下面的程式碼：
for (String s : strs) {
System.out.println(s);
}
很明顯，一行程式碼看起來更簡潔一些。來看一下程式的輸出結果：
王力巨集
2）對映
如果想通過某種操作把一個流中的元素轉化成新的流中的元素，可以使用 map() 方法。
public class MapStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("周杰倫");
list.add("王力巨集");
list.add("陶喆");
list.add("林俊杰");
Stream<Integer> stream = list.stream().map(String::length);
stream.forEach(System.out::println);
}
}
map() 方法接收的是一個 Function（Java 8 新增的一個函式式介面，接受一個輸入引數 T，返回一個結果 R）型別的引數，此時引數 為 String 類的 length 方法，也就是把 Stream<String> 的流轉成一個 Stream<Integer> 的流。
程式輸出的結果如下所示：
3
3
2
3
3）匹配
Stream 類提供了三個方法可供進行元素匹配，它們分別是：
anyMatch()，只要有一個元素匹配傳入的條件，就返回 true。allMatch()，只有有一個元素不匹配傳入的條件，就返回 false；如果全部匹配，則返回 true。noneMatch()，只要有一個元素匹配傳入的條件，就返回 false；如果全部匹配，則返回 true。
public class MatchStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("周杰倫");
list.add("王力巨集");
list.add("陶喆");
list.add("林俊杰");
boolean anyMatchFlag = list.stream().anyMatch(element -> element.contains("王"));
boolean allMatchFlag = list.stream().allMatch(element -> element.length() > 1);
boolean noneMatchFlag = list.stream().noneMatch(element -> element.endsWith("沉"));
System.out.println(anyMatchFlag);
System.out.println(allMatchFlag);
System.out.println(noneMatchFlag);
}
}
因為“王力巨集”以“王”字開頭，所以 anyMatchFlag 應該為 true；因為“周杰倫”、“王力巨集”、“陶喆”、“林俊杰”的字串長度都大於 1，所以 allMatchFlag 為 true；因為 4 個字串結尾都不是“沉”，所以 noneMatchFlag 為 true。
程式輸出的結果如下所示：
true
true
true
4）組合
reduce() 方法的主要作用是把 Stream 中的元素組合起來，它有兩種用法：
Optionalreduce(BinaryOperator accumulator)
沒有起始值，只有一個引數，就是運算規則，此時返回 Optional。
T reduce(T identity, BinaryOperatoraccumulator)
有起始值，有運算規則，兩個引數，此時返回的型別和起始值型別一致。
來看下面這個例子。
public class ReduceStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
Integer[] ints = {0, 1, 2, 3};
List<Integer> list = Arrays.asList(ints);
Optional<Integer> optional = list.stream().reduce((a, b) -> a + b);
Optional<Integer> optional1 = list.stream().reduce(Integer::sum);
System.out.println(optional.orElse(0));
System.out.println(optional1.orElse(0));
int reduce = list.stream().reduce(6, (a, b) -> a + b);
System.out.println(reduce);
int reduce1 = list.stream().reduce(6, Integer::sum);
System.out.println(reduce1);
}
}
運算規則可以是 Lambda 表示式（比如 (a, b) -> a + b），也可以是類名::方法名（比如 Integer::sum）。
程式執行的結果如下所示：
6
6
12
12
0、1、2、3 在沒有起始值相加的時候結果為 6；有起始值 6 的時候結果為 12。
03、轉換流
既然可以把集合或者陣列轉成流，那麼也應該有對應的方法，將流轉換回去——collect() 方法就滿足了這種需求。
public class CollectStreamDemo {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("周杰倫");
list.add("王力巨集");
list.add("陶喆");
list.add("林俊杰");
String[] strArray = list.stream().toArray(String[]::new);
System.out.println(Arrays.toString(strArray));
List<Integer> list1 = list.stream().map(String::length).collect(Collectors.toList());
List<String> list2 = list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new));
System.out.println(list1);
System.out.println(list2);
String str = list.stream().collect(Collectors.joining(", ")).toString();
System.out.println(str);
}
}
toArray() 方法可以將流轉換成陣列，你可能比較好奇的是 String[]::new，它是什麼東東呢？來看一下 toArray() 方法的原始碼。
<A> A[] toArray(IntFunction<A[]> generator);
也就是說 String[]::new 是一個 IntFunction，一個可以產生所需的新陣列的函式，可以通過反編譯位元組碼看看它到底是什麼：
String[] strArray = (String[])list.stream().toArray((x$0) -> {
return new String[x$0];
});
System.out.println(Arrays.toString(strArray));
也就是相當於返回了一個指定長度的字串陣列。
當我們需要把一個集合按照某種規則轉成另外一個集合的時候，就可以配套使用 map() 方法和 collect() 方法。
List<Integer> list1 = list.stream().map(String::length).collect(Collectors.toList());
通過 stream() 方法建立集合的流後，再通過 map(String:length) 將其對映為字串長度的一個新流，最後通過 collect() 方法將其轉換成新的集合。
Collectors 是一個收集器的工具類，內建了一系列收集器實現，比如說 toList() 方法將元素收集到一個新的 java.util.List 中；比如說 toCollection() 方法將元素收集到一個新的 java.util.ArrayList 中；比如說 joining() 方法將元素收集到一個可以用分隔符指定的字串中。
來看一下程式的輸出結果：
[周杰倫, 王力巨集, 陶喆, 林俊杰]
[3, 3, 2, 3]
[周杰倫, 王力巨集, 陶喆, 林俊杰]
周杰倫, 王力巨集, 陶喆, 林俊杰
04、鳴謝
好了，我親愛的讀者朋友，以上就是本文的全部內容了，是不是感覺 Stream 流實在是太強大了？我是沉默王二，一枚有趣的程式設計師。原創不易，莫要白票，請你為本文點贊個吧，這將是我寫作更多優質文章的最強動力。
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