java学习之stream流与方法引用

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了java学习之stream流与方法引用，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含13019字，纯文字阅读大概需要19分钟。

内容图文

文章目录

• Stream流
• 引言
• 流式思想概述
• 获取流
• **根据Collection获取流**
• **根据Map获取流**
• **根据数组获取流**
• 常用方法
• **逐一处理：forEach**
• **过滤：fifilter**
• **映射：map**
• **统计个数：count**
• **取用前几个：limit**
• **跳过前几个：skip**
• 方法引用
• 冗余的lambda场景
• 问题分析
• 用方法引用改进代码
• 方法引用符
• 通过对象名引用成员方法
• 通过类名称引用静态方法
• 通过super引用父类成员方法
• 通过this引用成员方法
• 类的构造器引用
• 数组的构造器引用

Stream流

在Java 8中，得益于Lambda所带 来的函数式编程，引入了一个全新的Stream概念，用于解决已有集合类库既有的弊端。

引言

传统集合的多步遍历代码

几乎所有的集合（如 Collection 接口或 Map 接口等）都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元 素进行操作的时候，除了必需的添加、删除、获取外，最典型的就是集合遍历。例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Demo01ForEach {
	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");
		for (String name : list) {
			System.out.println(name);
		}
	}
}

循环遍历的弊端

Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么（What），而不是怎么做（How）

• for循环的语法就是“怎么做”
• for循环的循环体才是“做什么”

为什么使用循环？因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗？遍历是指每一个元素逐一进行处理，而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的，后者是方式。

试想一下，如果希望对集合中的元素进行筛选过滤：

1. 将集合A根据条件一过滤为子集 B；

2. 然后再根据条件二过滤为子集 C。

那怎么办？在Java 8之前的做法可能为：

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<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);
        }
    }
}

这段代码中含有三个循环，每一个作用不同：

1. 首先筛选所有姓张的人；

2. 然后筛选名字有三个字的人；

3. 最后进行对结果进行打印输出。

每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候，总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么？**不是。**循 环是做事情的方式，而不是目的。另一方面，使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历，只能再使 用另一个循环从头开始。

那，Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢？

Stream的更优写法

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); 
	} 
}

流式思想概述

注意：请暂时忘记对传统IO流的固有印象！

整体来看，流式思想类似于工厂车间的“生产流水线”。

备注：“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。

和以前的Collection操作不同， Stream操作还有两个基础的特征：

• 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（flfluent style）。 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。

当使用一个流的时候，通常包括三个基本步骤：获取一个数据源（source）→ 数据转换→执行操作获取想要的结 果，每次转换原有 Stream 对象不改变，返回一个新的 Stream 对象（可以有多次转换），这就允许对其操作可以 像链条一样排列，变成一个管道。

获取流

java.util.stream.Stream<T> 是Java 8新加入的最常用的流接口。（这并不是一个函数式接口。）

• 获取一个流非常简单，有以下几种常用的方式： 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。

根据Collection获取流

首先， java.util.Collection 接口中加入了default方法 stream 用来获取流，所以其所有实现类均可获取流。

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();
		
	}
}
	

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();
	}
}

根据数组获取流

如果使用的不是集合或映射而是数组，由于数组对象不可能添加默认方法，所以 Stream 接口中提供了静态方法of ，使用很简单：

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);
	}
}

备注： of 方法的参数其实是一个可变参数，所以支持数组。

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。终结方法包括 count 和 forEach 方法等。

逐一处理：forEach

虽然方法名字叫 forEach ，但是与for循环中的“for-each”昵称不同。

void forEach(Consumer<? super T> action);

该方法接收一个 Consumer 接口函数，会将每一个流元素交给该函数进行处理。

import java.util.stream.Stream;

public class Demo12StreamForEach {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> stream = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
		stream.forEach(name‐> System.out.println(name));
	}
}

过滤：fifilter

可以通过 filter 方法将一个流转换成另一个子集流。方法签名：

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);

该接口接收一个 Predicate 函数式接口参数（可以是一个Lambda或方法引用）作为筛选条件。

import java.util.stream.Stream;

public class Demo07StreamFilter {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
        Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
       }
   }

映射：map

如果需要将流中的元素映射到另一个流中，可以使用 map 方法。方法签名：

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);

该接口需要一个 Function 函数式接口参数，可以将当前流中的T类型数据转换为另一种R类型的流。

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));
	}
}

这段代码中， map 方法的参数通过方法引用，将字符串类型转换成为了int类型（并自动装箱为 Integer 类对象）。

统计个数：count

正如旧集合 Collection 当中的 size 方法一样，流提供 count 方法来数一数其中的元素个数：

long count();

该方法返回一个long值代表元素个数（不再像旧集合那样是int值）。基本使用：

import java.util.stream.Stream;

public class Demo09StreamCount {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
		Stream<String> result = original.filter(s ‐> s.startsWith("张"));
		System.out.println(result.count()); // 2
	}
}

取用前几个：limit

limit 方法可以对流进行截取，只取用前n个。方法签名：

Stream<T> limit(long maxSize);

参数是一个long型，如果集合当前长度大于参数则进行截取；否则不进行操作。基本使用：

import java.util.stream.Stream;

public class Demo10StreamLimit {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
		Stream<String> result = original.limit(2);
		System.out.println(result.count()); // 2
	}
}

跳过前几个：skip

如果希望跳过前几个元素，可以使用 skip 方法获取一个截取之后的新流：

Stream<T> skip(long n);

如果流的当前长度大于n，则跳过前n个；否则将会得到一个长度为0的空流。基本使用：

import java.util.stream.Stream;

public class Demo11StreamSkip {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> original = Stream.of("张无忌", "张三丰", "周芷若");
		Stream<String> result = original.skip(2);
		System.out.println(result.count()); // 1
	}
}

组合：concat

如果有两个流，希望合并成为一个流，那么可以使用 Stream 接口的静态方法 concat ：

static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b)

备注：这是一个静态方法，与 java.lang.String 当中的 concat 方法是不同的。

import java.util.stream.Stream;

public class Demo12StreamConcat {
	public static void main(String[] args) {
		Stream<String> streamA = Stream.of("张无忌");
		Stream<String> streamB = Stream.of("张翠山");
		Stream<String> result = Stream.concat(streamA, streamB);
	}
}

方法引用

在使用Lambda表达式的时候，我们实际上传递进去的代码就是一种解决方案：拿什么参数做什么操作。那么考虑 一种情况：如果我们在Lambda中所指定的操作方案，已经有地方存在相同方案，那是否还有必要再写重复逻辑？

冗余的lambda场景

来看一个简单的函数式接口以应用Lambda表达式：

@FunctionalInterface
public interface Printable {
	void print(String str);
}

在 Printable 接口当中唯一的抽象方法 print 接收一个字符串参数，目的就是为了打印显示它。那么通过Lambda来使用它的代码很简单：

public class Demo01PrintSimple {
	private static void printString(Printable data) {
		data.print("Hello, World!");
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		printString(s ‐> System.out.println(s));
	}
}

其中 printString 方法只管调用 Printable 接口的 print 方法，而并不管 print 方法的具体实现逻辑会将字符串打印到什么地方去。而 main 方法通过Lambda表达式指定了函数式接口 Printable 的具体操作方案为：拿到String（类型可推导，所以可省略）数据后，在控制台中输出它。

问题分析

这段代码的问题在于，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。既然Lambda希望做的事情就是调用 println(String) 方法，那何必自己手动调用呢？

用方法引用改进代码

能否省去Lambda的语法格式（尽管它已经相当简洁）呢？只要“引用”过去就好了：

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

请注意其中的双冒号 :: 写法，这被称为“方法引用”，而双冒号是一种新的语法。

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。如果Lambda要表达的函数方案已经存在于某个方法的实现中，那么则可以通过双冒号来引用该方法作为Lambda的替代者。

通过对象名引用成员方法

这是最常见的一种用法，与上例相同。如果一个类中已经存在了一个成员方法：

public class MethodRefObject {
	public void printUpperCase(String str) {
		System.out.println(str.toUpperCase());
	}
}

函数式接口仍然定义为：

@FunctionalInterface
public interface Printable {
	void print(String str);
}

那么当需要使用这个 printUpperCase 成员方法来替代 Printable 接口的Lambda的时候，已经具有了MethodRefObject 类的对象实例，则可以通过对象名引用成员方法，代码为：

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);
	}
}

通过类名称引用静态方法

由于在 java.lang.Math 类中已经存在了静态方法 abs ，所以当我们需要通过Lambda来调用该方法时，有两种写法。首先是函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface Calcable {
	int calc(int num);
}

第一种写法是使用Lambda表达式：

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));
	}
}

但是使用方法引用的更好写法是：

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引用父类成员方法

如果存在继承关系，当Lambda中需要出现sup

@FunctionalInterface
public interface Greetable {
	void greet();
}

然后是父类 Human 的内容：

public class Human {
	public void sayHello() {
		System.out.println("Hello!");
	}
}

最后是子类 Man 的内容，其中使用了Lambda的写法：

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());
	}
}

但是如果使用方法引用来调用父类中的 sayHello 方法会更好，例如另一个子类 Woman ：

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

this代表当前对象，如果需要引用的方法就是当前类中的成员方法，那么可以使用“**this:

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的java学习之stream流与方法引用全部内容，希望文章能够帮你解决java学习之stream流与方法引用所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

内容备注

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