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简洁方便的集合处理 Java 8 stream 流

  • 2020-02-10
  • 本文字数:5383 字

    阅读完需:约 18 分钟

简洁方便的集合处理 Java 8 stream流

背景

java 8 已经发行好几年了,前段时间 java 12 也已经问世,但平时的工作中,很多项目的环境还停留在 java1.7 中。而且 java8 的很多新特性都是革命性的,比如各种集合的优化、lambda 表达式等,所以我们还是要去了解 java8 的魅力。


今天我们来学习 java8 的 Stream,并不需要理论基础,直接可以上手去用。


我接触 stream 的原因,是我要搞一个用户收入消费的数据分析。起初的统计筛选分组都是打算用 sql 语言直接从 mysql 里得到结果来展现的。但在操作中我们发现这样频繁地访问数据库,性能会受到很大的影响,分析速度会很慢。所以我们希望能通过访问一次数据库就拿到所有数据,然后放到内存中去进行数据分析统计过滤。


接着,我看了 stream 的 API,发现这就是我想要的。

一、Stream 理解

在 java 中我们称 Stream 为『』,我们经常会用流去对集合进行一些流水线的操作。stream 就像工厂一样,只需要把集合、命令还有一些参数灌输到流水线中去,就可以加工成得出想要的结果。这样的流水线能大大简洁代码,减少操作。

二、Stream 流程


原集合 —> 流 —> 各种操作(过滤、分组、统计) —> 终端操作
复制代码


Stream 流的操作流程一般都是这样的,先将集合转为流,然后经过各种操作,比如过滤、筛选、分组、计算。最后的终端操作,就是转化成我们想要的数据,这个数据的形式一般还是集合,有时也会按照需求输出 count 计数。下文会一一举例。


1561347807499060294.png

三、API 功能举例

首先,定义一个用户对象,包含姓名、年龄、性别和籍贯四个成员变量:



import lombok.AllArgsConstructor; import lombok.Builder; import lombok.Data; import lombok.NoArgsConstructor; import lombok.extern.log4j.Log4j;
@Data @NoArgsConstructor @AllArgsConstructor @Log4j @Builder public class User { //姓名 private String name; //年龄 private Integer age; //性别 private Integer sex; //所在省市 private String address; }
复制代码


这里用 lombok 简化了实体类的代码。


然后创建需要的集合数据,也就是源数据:



//1.构建我们的list List
复制代码

3.1 过滤

1)创建流 stream() / parallelStream()

  • stream() : 串行流

  • parallelStream(): 并行流

2)filter 过滤(T-> boolean)

比如要过滤年龄在 40 岁以上的用户,就可以这样写:



List filterList = list.stream().filter(user -> user.getAge() >= 40) .collect(toList());
复制代码


filter 里面,->箭头后面跟着的是一个 boolean 值,可以写任何的过滤条件,就相当于 sql 中 where 后面的东西,换句话说,能用 sql 实现的功能这里都可以实现


打印结果:


1561347817719022688.png

3)distinct 去重

和 sql 中的 distinct 关键字很相似。为了看到效果,此处在原集合中加入一个重复的人,就选择钢铁侠吧,复联 4 钢铁侠不幸遇害,大家还是比较伤心的。



List list= Arrays.asList( new User("钢铁侠",40,0,"华盛顿"), new User("钢铁侠",40,0,"华盛顿"), new User("蜘蛛侠",20,0,"华盛顿"), new User("赵丽颖",30,1,"湖北武汉市"), new User("詹姆斯",35,0,"洛杉矶"), new User("李世民",60,0,"山西省太原市"), new User("蔡徐坤”,18,1,"陕西西安市"), new User("葫芦娃的爷爷",70,0,"山西省太原市"));
复制代码



//distinct 去重 List
复制代码


打印结果:


1561347825899075525.png

4)sorted 排序

如果流中的元素的类实现了 Comparable 接口,即有自己的排序规则,那么可以直接调用 sorted() 方法对元素进行排序,如:



Comparator.comparingInt
复制代码


反之, 需要调用 sorted((T, T) -> int) 实现 Comparator 接口。



//sorted() List
复制代码


打印结果:


1561347833939080167.png


结果按照年龄从小到大进行排序。

5)limit() 返回前 n 个元素

如果想知道这里面年龄最小的是谁,可作如下操作:



//limit 返回前n个元素 List
复制代码


1561347842659011443.png

6)skip()

与 limit 恰恰相反,skip 的意思是跳过,也就是去除前 n 个元素。


打印结果:


1561347850466011976.png


果然,前两个人都被去除了,只剩下最老的葫芦娃爷爷。

3.2 映射

1)map(T->R)

map 是将 T 类型的数据转为 R 类型的数据,比如我们想要设置一个新的 list,存储用户所有的城市信息。



//map(T->R) List
复制代码


打印结果:


1561347859659008716.png

2)flatMap(T -> Stream)

将流中的每一个元素 T 映射为一个流,再把每一个流连接成为一个流。



//flatMap(T -> Stream)List flatList = new ArrayList<>();flatList.add("唱,跳");flatList.add("rape,篮球,music");flatList = flatList.stream().map(s -> s.split(",")).flatMap(Arrays::stream).collect(toList());
复制代码


打印结果:


1561347865839086113.png


这里原集合中的数据由逗号分割,使用 split 进行拆分后,得到的是 Stream,字符串数组组成的流,要使用 flatMap 的


Arrays::stream


将 Stream 转为 Stream,然后把流相连接,组成了完整的唱、跳、rap、篮球和 music。

3.3 查找

1)allMatch(T->boolean)

检测是否全部满足参数行为,假如这些用户是网吧上网的用户名单,那就需要检查是不是每个人都年满 18 周岁了。



boolean isAdult = list.stream().allMatch(user -> user.getAge() >= 18);
复制代码


打印结果:



true
复制代码

2)anyMatch(T->boolean)

检测是否有任意元素满足给定的条件,比如,想知道同学名单里是否有女生。



//anyMatch(T -> boolean) 是否有任意一个元素满足给定的条件 boolean isGirl = list.stream().anyMatch(user -> user.getSex() == 1);
复制代码


打印结果:



true
复制代码


说明集合中有女生存在。

3)noneMatch(T -> boolean)

流中是否有元素匹配给定的 T -> boolean 条件。


比如检测有没有来自巴黎的用户。



boolean isLSJ = list.stream().noneMatch(user -> user.getAddress().contains("巴黎"));
复制代码


打印结果:



true
复制代码


打印 true 说明没有巴黎的用户。

4)findFirst( ):找到第一个元素


Optional fristUser = list.stream().findFirst();
复制代码


打印结果:



User(name=钢铁侠, age=40, sex=0, address=华盛顿)
复制代码

5)findAny():找到任意一个元素


Optional anyUser = list.stream().findAny();
复制代码


打印结果:



User(name=钢铁侠, age=40, sex=0, address=华盛顿)
复制代码


这里我们发现 findAny 返回的也总是第一个元素,那么为什么还要进行区分呢?因为在并行流 parallelStream() 中找到的确实是任意一个元素。



Optional anyParallelUser = list.parallelStream().findAny();
复制代码


打印结果 :



Optional[User(name=李世民, age=60, sex=0, address=山西省太原市)]
复制代码

3.4 归纳计算

1)求用户的总人数


long count = list.stream().collect(Collectors.counting());
复制代码


我们可以简写为:



long count = list.stream().count();
复制代码


运行结果:



8
复制代码

2)得到某一属性的最大最小值


// 求最大年龄 Optional
复制代码


运行结果:


1561347877340017466.png


1561347884770084319.png

3)求年龄总和是多少


// 求年龄总和 int totalAge = list.stream().collect(Collectors.summingInt(User::getAge));
复制代码


运行结果:



313
复制代码


我们经常会用 BigDecimal 来记录金钱,假设想得到 BigDecimal 的总和:



// 获得列表对象金额, 使用reduce聚合函数,实现累加器 BigDecimal sum = myList.stream() .map(User::getMoney) .reduce(BigDecimal.ZERO,BigDecimal::add);
复制代码

4)求年龄平均值


//求年龄平均值 double avgAge = list.stream().collect( Collectors.averagingInt(User::getAge));
复制代码


运行结果:



39.125
复制代码

5)一次性得到元素的个数、总和、最大值、最小值


IntSummaryStatistics statistics = list.stream().collect( Collectors.summarizingInt(User::getAge));
复制代码


运行结果:


1561347893339037476.png

6)字符串拼接

要将用户的姓名连成一个字符串并用逗号分割。



String names = list.stream().map(User::getName) .collect(Collectors.joining(", "));
复制代码


运行结果:



钢铁侠, 钢铁侠, 蜘蛛侠, 赵丽颖, 詹姆斯, 李世民, 蔡徐坤, 葫芦娃的爷爷
复制代码

3.5 分组

在数据库操作中,我们经常通过 GROUP BY 关键字对查询到的数据进行分组,java8 的流式处理也提供了分组的功能。使用 Collectors.groupingBy 来进行分组。

1)可以根据用户所在城市进行分组


Map<string, list> cityMap = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(User::getAddress));</string, list>
复制代码


1561347901940010844.png


结果是一个 map,key 为不重复的城市名,value 为属于该城市的用户列表。已经实现了分组。

2)二级分组,先根据城市分组再根据性别分组


Map<string, map<integer, list>> group = list.stream().collect( Collectors.groupingBy(User::getAddress, // 一级分组,按所在地区 Collectors.groupingBy(User::getSex))); // 二级分组,按性别</string, map<integer, list>
复制代码


运行结果:


1561347910901018179.png

3)如果仅仅想统计各城市的用户个数是多少,并不需要对应的 list

按城市分组并统计人数:



Map cityCountMap = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(User::getAddress,Collectors.counting()));
复制代码


运行结果:


1561347919233084466.png

4)当然,也可以先进行过滤再分组并统计人数


Map map = list.stream().filter(user -> user.getAge() <= 30) .collect(Collectors.groupingBy(User::getAddress,Collectors.counting()));
复制代码


运行结果:


1561347926643068727.png

5)partitioningBy 分区

分区与分组的区别在于,分区是按照 truefalse 来分的,因此 partitioningBy 接受的参数的 lambda 也是 T -> boolean



//根据年龄是否小于等于30来分区 Map<boolean, list</boolean, list
复制代码


运行结果:


1561347934675068021.png

总结

到目前为止,stream 的功能我们已经用了很多了,感觉有点眼花缭乱却无所不能,stream 能做的事情远远不止这些。


我们可以多学习使用 stream,把原来复杂的 sql 查询,一遍又一遍地 for 循环的复杂代码重构,让代码更简洁易懂,可读性强。


本文转载自宜信技术学院网站。


原文链接:http://college.creditease.cn/detail/264


2020-02-10 21:071459

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