Java Stream API入门篇

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你可能没意识到Java对函数式编程的重视程度，看看Java 8加入函数式编程扩充多少功能就清楚了。Java 8之因此费这么大功夫引入函数式编程，缘由有二：

1. 代码简洁，函数式编程写出的代码简洁且意图明确，使用stream接口让你今后告别for循环。
2. 多核友好，Java函数式编程使得编写并行程序从未如此简单，你须要的所有就是调用一下parallel()方法。

这一节咱们学习stream，也就是Java函数式编程的主角。对于Java 7来讲stream彻底是个陌生东西，stream并非某种数据结构，它只是数据源的一种视图。这里的数据源能够是一个数组，Java容器或I/O channel等。正因如此要获得一个stream一般不会手动建立，而是调用对应的工具方法，好比：

• 调用Collection.stream()或者Collection.parallelStream()方法
• 调用Arrays.stream(T[] array)方法

常见的stream接口继承关系如图：

图中4种stream接口继承自BaseStream，其中IntStream, LongStream, DoubleStream对应三种基本类型（int, long, double，注意不是包装类型），Stream对应全部剩余类型的stream视图。为不一样数据类型设置不一样stream接口，能够1.提升性能，2.增长特定接口函数。

你可能会奇怪为何不把IntStream等设计成Stream的子接口？毕竟这接口中的方法名大部分是同样的。答案是这些方法的名字虽然相同，可是返回类型不一样，若是设计成父子接口关系，这些方法将不能共存，由于Java不容许只有返回类型不一样的方法重载。

虽然大部分状况下stream是容器调用Collection.stream()方法获得的，但stream和collections有如下不一样：

• 无存储。stream不是一种数据结构，它只是某种数据源的一个视图，数据源能够是一个数组，Java容器或I/O channel等。
• 为函数式编程而生。对stream的任何修改都不会修改背后的数据源，好比对stream执行过滤操做并不会删除被过滤的元素，而是会产生一个不包含被过滤元素的新stream。
• 惰式执行。stream上的操做并不会当即执行，只有等到用户真正须要结果的时候才会执行。
• 可消费性。stream只能被“消费”一次，一旦遍历过就会失效，就像容器的迭代器那样，想要再次遍历必须从新生成。

对stream的操做分为为两类，中间操做(intermediate operations)和结束操做(terminal operations)，两者特色是：

1. 中间操做老是会惰式执行，调用中间操做只会生成一个标记了该操做的新stream，仅此而已。
2. 结束操做会触发实际计算，计算发生时会把全部中间操做积攒的操做以pipeline的方式执行，这样能够减小迭代次数。计算完成以后stream就会失效。

若是你熟悉Apache Spark RDD，对stream的这个特色应该不陌生。

下表汇总了Stream接口的部分常见方法：

操做类型	接口方法
中间操做	concat() distinct() filter() flatMap() limit() map() peek() skip() sorted() parallel() sequential() unordered()
结束操做	allMatch() anyMatch() collect() count() findAny() findFirst() forEach() forEachOrdered() max() min() noneMatch() reduce() toArray()

区分中间操做和结束操做最简单的方法，就是看方法的返回值，返回值为stream的大都是中间操做，不然是结束操做。

stream方法使用

stream跟函数接口关系很是紧密，没有函数接口stream就没法工做。回顾一下：函数接口是指内部只有一个抽象方法的接口。一般函数接口出现的地方均可以使用Lambda表达式，因此没必要记忆函数接口的名字。

forEach()

咱们对forEach()方法并不陌生，在Collection中咱们已经见过。方法签名为void forEach(Consumer<? super E> action)，做用是对容器中的每一个元素执行action指定的动做，也就是对元素进行遍历。

// 使用Stream.forEach()迭代
Stream<String> stream = Stream.of("I", "love", "you", "too");
stream.forEach(str -> System.out.println(str));

因为forEach()是结束方法，上述代码会当即执行，输出全部字符串。

filter()

函数原型为Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate)，做用是返回一个只包含知足predicate条件元素的Stream。

// 保留长度等于3的字符串
Stream<String> stream= Stream.of("I", "love", "you", "too");
stream.filter(str -> str.length()==3)
    .forEach(str -> System.out.println(str));

上述代码将输出为长度等于3的字符串you和too。注意，因为filter()是个中间操做，若是只调用filter()不会有实际计算，所以也不会输出任何信息。

distinct()

函数原型为Stream<T> distinct()，做用是返回一个去除重复元素以后的Stream。

Stream<String> stream= Stream.of("I", "love", "you", "too", "too");
stream.distinct()
    .forEach(str -> System.out.println(str));

上述代码会输出去掉一个too以后的其他字符串。

sorted()

排序函数有两个，一个是用天然顺序排序，一个是使用自定义比较器排序，函数原型分别为Stream<T>　sorted()和Stream<T>　sorted(Comparator<? super T> comparator)。

Stream<String> stream= Stream.of("I", "love", "you", "too");
stream.sorted((str1, str2) -> str1.length()-str2.length())
    .forEach(str -> System.out.println(str));

上述代码将输出按照长度升序排序后的字符串，结果彻底在预料之中。

map()

函数原型为<R> Stream<R> map(Function<? super T,? extends R> mapper)，做用是返回一个对当前全部元素执行执行mapper以后的结果组成的Stream。直观的说，就是对每一个元素按照某种操做进行转换，转换先后Stream中元素的个数不会改变，但元素的类型取决于转换以后的类型。

Stream<String> stream　= Stream.of("I", "love", "you", "too");
stream.map(str -> str.toUpperCase())
    .forEach(str -> System.out.println(str));

上述代码将输出原字符串的大写形式。

flatMap()

函数原型为<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T,? extends Stream<? extends R>> mapper)，做用是对每一个元素执行mapper指定的操做，并用全部mapper返回的Stream中的元素组成一个新的Stream做为最终返回结果。提及来太拗口，通俗的讲flatMap()的做用就至关于把原stream中的全部元素都"摊平"以后组成的Stream，转换先后元素的个数和类型均可能会改变。

Stream<List<Integer>> stream = Stream.of(Arrays.asList(1,2), Arrays.asList(3, 4, 5));
stream.flatMap(list -> list.stream())
    .forEach(i -> System.out.println(i));

上述代码中，原来的stream中有两个元素，分别是两个List<Integer>，执行flatMap()以后，将每一个List都“摊平”成了一个个的数字，因此会新产生一个由5个数字组成的Stream。因此最终将输出1~5这5个数字。

结语

截止到目前咱们感受良好，已介绍StreamAPI理解起来并不费劲儿。若是你就此觉得函数式编程不过如此，恐怕是高兴地太早了。下一节对Stream规约操做的介绍将刷新你如今的认识。

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