Java函數式編程之如何使用流Stream

這篇文章主要講解了“Java函數式編程之如何使用流Stream”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Java函數式編程之如何使用流Stream”吧！

 List<String> words = Arrays.asList("hello","world");
 List<String> chars = words.stream()
     .flatMap(word ->  Stream.of(word.split("")))
     .collect(Collectors.toList());

   Jdk8中新增的特性旨在幫助程序員寫出更好的代碼，其中對核心類庫的改進是很關鍵的一部分。對核心類庫的改進主要包括集合類的API和新引入的流(Stream)。流使程序員得以站在更高的抽象層次上對集合進行操作。

1.什么是流(Stream)?

Stream是特定類型的對象形成的一個隊列并支持聚合操作。 Java中的Stream并不會存儲元素，而是按需計算。流的來源可以是集合，數組，I/O channel， 產生器generator 等。聚合操作類似SQL語句一樣的操作， 比如filter, map, reduce, find, match, sorted等。和以前的Collection操作不同， Stream操作還有兩個基礎的特征：Pipelining中間操作都會返回流對象本身。 這樣多個操作可以串聯成一個管道，如同流式風格（fluent style）。 這樣做可以對操作進行優化， 比如延遲執行(laziness)和短路( short-circuiting)。
在 Java 8 中, 集合接口有兩個方法來生成流：

• stream() ? 為集合創建串行流。

• parallelStream() ? 為集合創建并行流。

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d", null);
List<String> filtered = list.stream().filter(e -> Objects.nonNull(e)).collect(Collectors.toList());
long count = list.parallelStream().filter(e -> Objects.nonNull(e)).count();

2.內部迭代

Java程序員在使用集合時，一個通用的模式時在集合上進行迭代，在迭代過程中處理每一個元素并返回處理結果。通常代碼時這樣的:

 List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
 int sum = 0;
 Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
 while (iterator.hasNext()) {
    sum += iterator.next();
 }
System.out.println(sum);

這段代碼本身沒什么問題就寫起來有點麻煩，就其背后原理來看其實就是一個封裝了迭代的語法糖，首先調用iterator方法產生一個新的Iterator對象進而控制整個迭代過程，這就是外部迭代。

然而外部迭代的問題在于首先，很難抽象出后續提到的復雜操作，另外從本質上來講只是一種串行化操作?？傮w來看使用for循環會將行為和方法混為一談。另一種方法是內部迭代，和調用iterator()作用一樣使用stream()方法，該方法不是返回一個控制迭代的Iterator對象，而是返回內部迭代中的相應接口：Stream。示例如下：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
Integer sum = list.stream().filter(e -> e > 5).reduce(0, Integer::sum);
System.out.println(sum);

3.實現機制

通常在Java 中調用一個方法計算機會隨即執行操作：比如，System.out.println("hello world!")會在終端上輸出一條信息。Stream里的一些方法略有不同，它們雖是普通Java方法但是返回的Stream對象并不是一個新的集合，而是創建新集合的配方。

list.stream().filter(e -> e > 5);

上述代碼并未做什么實際性的工作，filter只是刻畫出了Stream但是并沒有產生新的集合，像filter這樣只描述Stream，最終不產生新集合的方法惰性求值方法，而像sum()這樣最終從Stream產出值的方法叫做及早求值方法。如果在filter方法中添加一條輸出語句就會比較清楚的看出差異。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
list.stream().filter(e -> {
            System.out.println(e);
            return e > 5;
          });

如果將上述語句添加一個及早求值方法就可以看到集合中的元素被打印出來。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
list.stream().filter(e -> {
            System.out.println(e);
            return e > 5;
        }).findFirst();

判斷一個操作是惰性求值還是及早求值很簡單，只要返回值是Stream那么是惰性求值。使用這些操作的理想方式就是形成一個惰性求值鏈，最后用一個及早求值的操作返回想要的結果，這正是他的合理之處。那為什么要區分惰性求值和及早求值呢？原因很簡單只需要一次迭代就可以得到全部結果,例如 :上述代碼只需要找到第一個大于5的數而不需要比較所有集合元素。

4.常用的流操作

為了更好的學習Stream，我們接下來學習一些常用的stream操作。

•  filter

如果需要在遍歷集合元素時清洗非法元素可以使用filter方法，我們在上述討論過程中已經使用過該方法。filter接收一個函數作為參數，該函數使用lambda表達式表示，如果被清洗元素符合預期則返回true，其實看源碼會發現這個lambda表達式是我們之前講過的 Predicate<T>函數。

• collect

這個方法是由Stream生成一個List，是一個及早求值操作。Jdk8中借鑒了很多Scala的設計思想，Stream的of方法可以用來生成一個新的Stream，我們來看下邊的一個例子。

List<String> list = Stream.of("a", "b", "c","d","e").collect(Collectors.toList());

• map

map函數是用來講一個類型轉換為另外一種類型，參數同樣是一個lambda表達式對應我們之前講過的 Function<T, R> 函數。因為map是一個惰性求值方法我們配合之前的collect看一個例子。

  List<String> list = Stream.of("a", "b", "c").map(e -> e.toUpperCase()).collect(Collectors.toList());
  System.out.println(list);

• flatMap

和map類似，不同的是其每個元素轉換得到的是Stream對象，最終會把轉換得到的多個Stream連接成一個Stream。

 List<String> words = Arrays.asList("hello","world");
 List<String> chars = words.stream()
     .flatMap(word ->  Stream.of(word.split("")))
     .collect(Collectors.toList());

上述代碼我們可以得到輸出結果 ：[h, e, l, l, o, w, o, r, l, d]，如果將flatMap換成map會發現我們得到了一個List<Stream<String>> ，大家感興趣可以上手一試。

• max和min

和之前講的函數不同，這兩個方法要求參數是一個比較器 Comparator<T> 

Integer min = Stream.of(1,2,3,4,5).min(Integer::compare).get();System.out.println(min);Integer max = Stream.of(1,2,3,4,5).max(Integer::compare).get();System.out.println(max);

• reduce

該函數可以實現從一組值中生成一個值，在上述例子中用到的 sum、max、min本質上都是reduce操作。Stream的求和結果每一步都將Stream中的元素累加至accumulator，遍歷至Stream中的最后一個元素時，accumulator的值就是所有元素的和。我們看如下例子

 Integer sum = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5).reduce(0, (acc, e) -> acc + e);
 System.out.println(sum);

這段代碼如果你對scala熟悉那么會很容易理解，acc作為累加器存儲了中間計算結果，整個lambda函數本質上是我們之前講過的BinaryOperator。

感謝各位的閱讀，以上就是“Java函數式編程之如何使用流Stream”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Java函數式編程之如何使用流Stream這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！