Java高级重点知识点-25-Stream流、方法引用

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猴君
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Stream流

通过循环遍历来讲解流的优势;
要求:筛选所有姓张的人;然后筛选名字有三个字的人; 最后进行对结果进行打印输出。

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Demo02NormalFilter {     public static void main(String[] args) {         List<String> list = new ArrayList<>();         list.add("张无忌");         list.add("周芷若");         list.add("赵敏");         list.add("张强");         list.add("张三丰");         List<String> zhangList = new ArrayList<>();         for (String name : list) {             if (name.startsWith("张")) {             zhangList.add(name);         }         }         List<String> shortList = new ArrayList<>();         for (String name : zhangList) {             if (name.length() == 3) {             shortList.add(name);         }         }         for (String name : shortList) {             System.out.println(name);         }     } } 

在这里插入图片描述
这段代码中我们可以看到,我们首先通过遍历集合list来获取到了所有姓张的人,然后我们通过遍历shortList集合来获取到了名字长度为三个字的人。最终打印出了名字三个字并且姓张的人,很显然这个过程很麻烦,下面我们来看一下Stream流式写法;

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Demo03StreamFilter { public static void main(String[] args) {     List<String> list = new ArrayList<>();     list.add("张无忌");     list.add("周芷若");     list.add("赵敏");     list.add("张强");     list.add("张三丰");     list.stream()     .filter(s -> s.startsWith("张"))     .filter(s -> s.length() == 3)     .forEach(System.out::println);     } } 

在这里插入图片描述
这里我们可以看到我们通过filter()过滤方法过滤掉了姓张且名字长度为3的人,并且通过方法引用来输出打印。

流式思想概述

流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”
Stream流”其实是一个集合元素的函数模型,它并不是集合,也不是数据结构,其本身并不存储任何元素(或其地址值)。
Stream(流)是一个来自数据源的元素队列

  • 元素是特定类型的对象,形成一个队列。 Java中的Stream并不会存储元素,而是按需计算。
    数据源 流的来源。 可以是集合,数组 等。
  • Pipelining: 中间操作都会返回流对象本身。 这样多个操作可以串联成一个管道, 如同流式风格(fluentstyle)。 这样做可以对操作进行优化, 比如延迟执行(laziness)和短路( short-circuiting)。
  • 内部迭代: 以前对集合遍历都是通过Iterator或者增强for的方式, 显式的在集合外部进行迭代, 这叫做外部迭代。 Stream提供了内部迭代的方式,流可以直接调用遍历方法。

获取流

java.util.stream.Stream<T> 是Java 8新加入的最常用的流接口

  • 所有的 Collection 集合都可以通过 stream 默认方法获取流;
  • Stream 接口的静态方法 of 可以获取数组对应的流。
  1. 根据Collection获取流
import java.util.*; import java.util.stream.Stream; public class Demo04GetStream {     public static void main(String[] args) {         List<String> list = new ArrayList<>();         Stream<String> stream1 = list.stream();         Set<String> set = new HashSet<>();         Stream<String> stream2 = set.stream();         Vector<String> vector = new Vector<>();         Stream<String> stream3 = vector.stream();     } } 
  1. 根据Map获取流

java.util.Map 接口不是 Collection 的子接口,且其K-V数据结构不符合流元素的单一特征,所以获取对应的流 需要分key、value或entry等情况

import java.util.HashMap; import java.util.Map; import java.util.stream.Stream; public class Demo05GetStream { 	public static void main(String[] args) { 		Map<String, String> map = new HashMap<>(); 		Stream<String> keyStream = map.keySet().stream(); 		Stream<String> valueStream = map.values().stream(); 		Stream<Map.Entry<String, String>> entryStream = map.entrySet().stream(); 	} } 
  1. 根据数组获取流
    Stream 接口中提供了静态方法of来实现数组的流化。
import java.util.stream.Stream; public class Demo06GetStream { 	public static void main(String[] args) { 		String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" }; 		Stream<String> stream = Stream.of(array); 	} } 

常用方法

  • 延迟方法:返回值类型仍然是 Stream 接口自身类型的方法,因此支持链式调用。(除了终结方法外,其余方法均为延迟方法。)
  • 终结方法:返回值类型不再是 Stream 接口自身类型的方法,因此不再支持类似 StringBuilder 那样的链式调用。

逐一处理:forEach

  • void forEach(Consumer<? super T> action);
import java.util.stream.Stream; public class StreamForEach { 	public static void main(String[] args) { 		Stream<String> stream = Stream.of("张三", "张三丰", "周姐"); 		stream.forEach(name‐> System.out.println(name)); 	} } 

过滤:filter

  • Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);
import java.util.stream.Stream; public class Demo07StreamFilter { 	public static void main(String[] args) { 		Stream<String> original = Stream.of("张三", "张三丰", "周姐"); 		Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张")); 	} } 

映射:map

  • <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper); 将流中的元素映射到另一个流中
import java.util.stream.Stream; public class Demo08StreamMap { 	public static void main(String[] args) { 		Stream<String> original = Stream.of("10", "12", "18"); 		Stream<Integer> result = original.map(str‐>Integer.parseInt(str)); 	} } 

统计个数:count

  • long count(); 这里的返回值是long类型,不再和旧集合一样是int类型,也就是说可以用来获取更大的集合对象的大小。
import java.util.stream.Stream; public class Demo09StreamCount { 	public static void main(String[] args) { 		Stream<String> original = Stream.of("张三", "张三丰", "周姐"); 		Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张")); 		System.out.println(result.count()); // 2 	} } 

取用前几个:limit

  • Stream<T> limit(long maxSize); 对流进行截取,只取用前maxSize个
import java.util.stream.Stream; public class Demo10StreamLimit { 	public static void main(String[] args) { 		Stream<String> original = Stream.of("张三", "张三丰", "周姐"); 		Stream<String> result = original.limit(2); 		System.out.println(result.count()); // 2 	} } 

跳过前几个:skip

  • Stream<T> skip(long n); skip 方法获取一个截取之后的新流
import java.util.stream.Stream; public class Demo11StreamSkip { 	public static void main(String[] args) { 		Stream<String> original = Stream.of("张三", "张三丰", "周姐"); 		Stream<String> result = original.skip(2); 		System.out.println(result.count()); // 1 	} } 

组合:concat

  • static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b) 两个流合并成为一个流
import java.util.stream.Stream; public class Demo12StreamConcat { 	public static void main(String[] args) { 		Stream<String> streamA = Stream.of("张三"); 		Stream<String> streamB = Stream.of("李四"); 		Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB); 	} } 

方法引用

冗余的Lambda场景:

  1. 首先定义一个函数式接口
@FunctionalInterface public interface Printable { 	void print(String str); } 
  1. 通过lambda表达式来使用该字符串
public class PrintSimple { 	private static void printString(Printable data) { 		data.print("Hello, World!"); 	} 	public static void main(String[] args) { 		printString(s ‐> System.out.println(s)); 	} } 

对字符串进行控制台打印输出的操作方案,明明已经有了现成的实现,那就是 System.out对象中的 println(String) 方法。因此我们不必自己动手调用该方法。使用方法引用即可。

public class Demo02PrintRef { 	private static void printString(Printable data) { 		data.print("Hello, World!"); 	} 	public static void main(String[] args) { 		printString(System.out::println); 	} } 

方法引用符

双冒号 :: 为引用运算符,而它所在的表达式被称为方法引用。

  • Lambda表达式写法: s -> System.out.println(s); 语义:拿到参数之后经Lambda之手,继而传递给 System.out.println 方法去处理。
  • 方法引用写法: System.out::println 语义: 直接让 System.out 中的 println 方法来取代Lambda。

注意: Lambda 中 传递的参数 一定是方法引用中 的那个方法可以接收的类型,否则会抛出异常
函数式接口是Lambda的基础,而方法引用是Lambda的孪生兄弟。因此方法引用同时也是可推导可省略的;

通过对象名引用成员方法

  1. 首先定义一个函数式接口
@FunctionalInterface public interface Printable {     void print(String str); } 
  1. 创建一个实现了指定方法的类
public class MethodRefObject { 	public void printUpperCase(String str) { 	System.out.println(str.toUpperCase()); 	} } 
  1. 测试
public class Demo04MethodRef {     private static void printString(Printable lambda) {         lambda.print("Hello");     }     public static void main(String[] args) {         MethodRefObject obj = new MethodRefObject();         printString(obj::printUpperCase);     } } 

在这里插入图片描述
这里我们可以看到,我们通过方法引用了MethodRefObject中的printUpperCase(String str)方法,并没有通过lambda表达式来实现,而是使用一个已经实现了类中的方法,与我们引用System.out对象中的println()方法类似。

通过类名称引用静态方法

通过java.lang.Math 类中的静态方法 abs举例

  1. 声明一个函数式接口
@FunctionalInterface public interface Calcable { 	int calc(int num); } 
  1. 使用lambda表达式来实现
public class Demo05Lambda { 	private static void method(int num, Calcable lambda) { 		System.out.println(lambda.calc(num)); 	} 	public static void main(String[] args) { 		method(10, n ‐> Math.abs(n)); 	} } 
  1. 使用方法引用的方式来实现
public class Demo06MethodRef { 	private static void method(int num, Calcable lambda) { 		System.out.println(lambda.calc(num)); 	} 	public static void main(String[] args) { 		method(10, Math::abs); 	} } 

通过super引用成员方法

如果存在继承关系,当Lambda中需要出现super调用时,也可以使用方法引用进行替代。

  1. 定义函数式接口
@FunctionalInterface public interface Greetable { 	void greet(); } 
  1. 定义父类
public class Human { 	public void sayHello() { 		System.out.println("Hello!"); 	} } 
  1. 定义子类(Lambda)
public class Man extends Human {     @Override     public void sayHello() {         System.out.println("大家好,我是Man!");     }     //定义方法method,参数传递Greetable接口     public void method(Greetable g){         g.greet();     }     public void show(){         //调用method方法,使用Lambda表达式         method(()->{             //创建Human对象,调用sayHello方法             new Human().sayHello();         });         //简化Lambda         method(()->new Human().sayHello());         //使用super关键字代替父类对象         method(()->super.sayHello());     } } 
  1. 定义子类(方法引用)
public class Man extends Human {     @Override     public void sayHello() {         System.out.println("大家好,我是Man!");     }     //定义方法method,参数传递Greetable接口     public void method(Greetable g){         g.greet();     }     public void show(){         method(super::sayHello);     } } 

通过this引用成员方法

这里与父类super类似,直接展示通过方法引用的写法

public class Husband { 	private void buyHouse() { 		System.out.println("买套房子"); 	} 	private void marry(Richable lambda) { 		lambda.buy(); 	} 	public void beHappy() { 		marry(this::buyHouse); 	} } 

类的构造器引用

  1. 定义一个Person类
public class Person {     private String name;     public Person(String name) {         this.name = name;     }     public String getName() {         return name;     }     public void setName(String name) {         this.name = name;     } } 
  1. 定义用来创建Person 对象的函数式接口
public interface PersonBuilder { 	Person buildPerson(String name); } 
  1. 使用Lambda表达式创建指定名称的Person对象
public class Demo09Lambda { 	public static void printName(String name, PersonBuilder builder) { 		System.out.println(builder.buildPerson(name).getName()); 	} 	public static void main(String[] args) { 		printName("赵丽颖", name ‐> new Person(name)); 	} } 
  1. 使用方法引用创建指定名称的Person对象
public class Demo10ConstructorRef { 	public static void printName(String name, PersonBuilder builder) { 		System.out.println(builder.buildPerson(name).getName()); 	} 	public static void main(String[] args) { 		printName("赵丽颖", Person::new); 	} } 

数组的构造器引用

数组也是 Object 的子类对象,所以同样具有构造器

  1. 定义一个函数式接口
@FunctionalInterface public interface ArrayBuilder { 	int[] buildArray(int length); } 
  1. 使用lambda表达式应用该接口
public class Demo11ArrayInitRef { 	private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) { 		return builder.buildArray(length); 	} 	public static void main(String[] args) { 	int[] array = initArray(10, length ‐> new int[length]); 	} } 
  1. 使用方法引用应用该接口
public class Demo12ArrayInitRef { 	private static int[] initArray(int length, ArrayBuilder builder) { 		return builder.buildArray(length); 	} 	public static void main(String[] args) { 		int[] array = initArray(10, int[]::new); 	} } 

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