Stream

Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简而言之，Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

流（Stream）是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。

“集合讲的是数据，流讲的是计算”

注意：

1. Stream自己不会存储元素
2. Steam不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。
3. Stream操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

Stream的三个操作步骤：

1. 创建Stream
2. 中间操作
3. 终止操作（终端操作）

创建Stream

// 通过Collection 系列集合提供的stream()或parallelStream()获取stream
// default Stream<E> stream() : 返回一个顺序流 
// default Stream<E> parallelStream() : 返回一个并行流
List<String> list = new ArrayList<>();
Stream<String> stream = list.stream();

// 通过Arrays中的静态方法stream()获取数组流
// static <T> Stream<T> stream(T[] array): 返回一个流
// 重载形式，能够处理对应基本类型的数组： 
// public static IntStream stream(int[] array)
// public static LongStream stream(long[] array)
// public static DoubleStream stream(double[] array)
Integer[] arr = new Integer[]{1,2,3,4,5};
Stream<Integer> integerStream = Arrays.stream(arr);

//通过Stream中的静态方法of()获取流
//public static<T> Stream<T> of(T... values) : 返回一个流
Stream<String> aa = Stream.of("aa", "bb", "cc");

// 创建无限流
// 可以使用静态方法 Stream.iterate() 和 Stream.generate(), 创建无限流。
// 迭代
// public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f) 
// 生成
// public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s) : 
Stream<Integer> iterate = Stream.iterate(0, x -> x + 2);

中间操作（Intermediate Operation）

多个中间操作可以连接起来形成一个流水线，除非流水 线上触发终止操作，否则中间操作不会执行任何的处理！ 而在终止操作时一次性全部处理，称为“惰性求值”。

筛选和切片

方 法	描 述
filter (Predicate p)	接收 Lambda ， 从流中排除某些元素。
distinct()	筛选，通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去 除重复元素
limit(long maxSize)	截断流，使其元素不超过给定数量。
skip(long n)	跳过元素，返回一个扔掉了前 n 个元素的流。若流中元素 不足 n 个，则返回一个空流。与 limit(n) 互补

映射

方 法	描 述
map(Function f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元 素上，并将其映射成一个新的元素。
mapToDouble(ToDoubleFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元 素上，产生一个新的 DoubleStream。
mapToInt(ToIntFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元 素上，产生一个新的 IntStream。
mapToLong(ToLongFunction f)	接收一个函数作为参数，该函数会被应用到每个元 素上，产生一个新的 LongStream。
flatMap(Function f)	接收一个函数作为参数，将流中的每个值都换成另 一个流，然后把所有流连接成一个流

排序

#####

方 法	描 述
sorted()	产生一个新流，其中按自然顺序排序
sorted(Comparator comp	产生一个新流，其中按比较器顺序排序

终止操作（Terminal Operation）

终端操作会从流的流水线生成结果。其结果可以是任何不是流的 值，例如：List、Integer，甚至是 void 。

Terminal 操作的执行，才会真正开始流的遍历，并且会生成一个结果，或者一个 side effect。

注：一个流只能有一个 terminal 操作，当这个操作执行后，流就被使用“光”了，无法再被操作。所以这必定是流的最后一个操作。

查找与匹配

方 法	描 述
allMatch(Predicate p)	检查是否匹配所有元素
anyMatch(Predicate p)	检查是否至少匹配一个元素
noneMatch(Predicate p)	检查是否没有匹配所有元素
findFirst()	返回第一个元素
findAny()	返回当前流中的任意元素
count()	返回流中元素总数
max(Comparator c)	返回流中最大值
min(Comparator c)	返回流中最小值
forEach(Consumer c)	内部迭代(使用 Collection 接口需要用户去做迭 代，称为外部迭代。相反，Stream API 使用内部 迭代——它帮你把迭代做了)

归约

方 法	描 述
reduce(T iden, BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。 返回 T 归约
reduce(BinaryOperator b)	可以将流中元素反复结合起来，得到一个值。 返回 Optional

收集

Collector 接口中方法的实现决定了如何对流执行收集操作(如收集到 List、Set、Map)。但是 Collectors 实用类提供了很多静态方法，可以方便地创建常见收集器实例，具体方法与实例如下表：

方 法	描 述
collect(Collector c)	将流转换为其他形式。接收一个 Collector接口的 实现，用于给Stream中元素做汇总的方法

// toList List<T> 把流中元素收集到List
List<Employee> emps= list.stream().collect(Collectors.toList()); 

// toSet Set<T> 把流中元素收集到Set
Set<Employee> emps= list.stream().collect(Collectors.toSet()); 

// toCollection Collection<T> 把流中元素收集到创建的集合
Collection<Employee>emps=list.stream().collect(Collectors.toCollection(ArrayList::new)); 

// counting Long 计算流中元素的个数
long count = list.stream().collect(Collectors.counting()); 

// summingInt Integer 对流中元素的整数属性求和
inttotal=list.stream().collect(Collectors.summingInt(Employee::getSalary)); 

// averagingInt Double 计算流中元素Integer属性的平均 值 
doubleavg= list.stream().collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary)); 

// summarizingInt IntSummaryStatistics 收集流中Integer属性的统计值。 如：平均值 
IntSummaryStatisticsiss=list.stream().collect(Collectors.summarizingInt(Employee::getSalary));

// joining String 连接流中每个字符串 
String str= list.stream().map(Employee::getName).collect(Collectors.joining());

// maxBy Optional<T> 根据比较器选择最大值 
Optional<Emp> max = list.stream().collect(Collectors.maxBy(comparingInt(Employee::getSalary)));

// minBy Optional<T> 根据比较器选择最小值 
Optional<Emp> min = list.stream().collect(Collectors.minBy(comparingInt(Employee::getSalary))); 

// reducing 归约产生的类型 从一个作为累加器的初始值 开始，利用BinaryOperator与 流中元素逐个结合，从而归 约成单个值 
int total = list.stream().collect(Collectors.reducing(0, Employee::getSalar, Integer::sum)); 

// collectingAndThen 转换函数返回的类型 包裹另一个收集器，对其结果转换函数 
int how = list.stream().collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toList(), List::size)); 

// groupingBy Map<K, List<T>> 根据某属性值对流分组，属性为K，结果为V 
Map<Emp.Status, List<Emp>> map= list.stream() .collect(Collectors.groupingBy(Employee::getStatus)); 

// partitioningBy Map<Boolean, List<T>> 根据true或false进行分区
Map<Boolean,List<Emp>>vd=list.stream().collect(Collectors.partitioningBy(Employee::getManage));

API练习

public class TestStreamAPI {
    List<Transaction> transactions = null;

    @Before
    public void before() {
        Trader raoul = new Trader("Raoul", "Cambridge");
        Trader mario = new Trader("Mario", "Milan");
        Trader alan = new Trader("Alan", "Cambridge");
        Trader brian = new Trader("Brian", "Cambridge");

        transactions = Arrays.asList(
                new Transaction(brian, 2011, 300),
                new Transaction(raoul, 2012, 1000),
                new Transaction(raoul, 2011, 400),
                new Transaction(mario, 2012, 710),
                new Transaction(mario, 2012, 700),
                new Transaction(alan, 2012, 950)
        );
    }

    //找出2011年发生的所有交易，并按交易额排序（从低到高）
    @Test
    public void test1() {
        transactions.stream()
                .filter(t -> t.getYear() == 2011)
                .sorted(Comparator.comparingInt(Transaction::getValue))
                .forEach(System.out::println);
    }

    //交易员都在哪些不同的城市工作过？
    @Test
    public void test2() {
        transactions.stream()
                .map(t -> t.getTrader().getCity())
                .distinct()
                .forEach(System.out::println);
    }

    //查找所有来自剑桥的交易员，并按姓名排序
    @Test
    public void test3() {
        transactions.stream()
                .map(Transaction::getTrader)
                .filter(trader -> trader.getCity().equals("Cambridge"))
                .sorted(Comparator.comparing(Trader::getName))
                .distinct()
                .forEach(System.out::println);
    }

    //返回所有交易员的姓名字符串，按字母排序
    @Test
    public void test4() {
        transactions.stream()
                .map(t -> t.getTrader().getName())
                .sorted()
                .forEach(System.out::println);
        System.out.println("---------------");
        String reduce = transactions.stream()
                .map(t -> t.getTrader().getName())
                .sorted()
                .reduce("", String::concat);
        System.out.println(reduce);
    }

    //有没由交易员在米兰工作？
    @Test
    public void test5() {
        boolean miLan = transactions.stream()
                .anyMatch(t -> t.getTrader().getCity().equals("Milan"));
        System.out.println(miLan);
    }

    //打印生活在剑桥的交易员的所有交易额
    @Test
    public void test6() {
        Optional<Integer> cambridge = transactions.stream()
                .filter(t -> t.getTrader().getCity().equals("Cambridge"))
                .map(Transaction::getValue)
                .reduce(Integer::sum);
        System.out.println(cambridge.get());

        Integer cambridge1 = transactions.stream()
                .filter(t -> t.getTrader().getCity().equals("Cambridge"))
                .collect(Collectors.summingInt(Transaction::getValue));
        System.out.println(cambridge1);

    }
    //所有交易中，最高的交易额是多少
    @Test
    public void test7(){
        Optional<Integer> max = transactions.stream()
                .map(Transaction::getValue)
                .max(Integer::compare);
        System.out.println(max.get());
    }
    //找到所有交易额最小的交易
    @Test
    public void test8(){
        Optional<Transaction> min = transactions.stream()
                .min(Comparator.comparingInt(Transaction::getValue));
        System.out.println(min.get());
    }

    @Test
    public void test9(){

        List<Integer> list = new ArrayList<>(100000);
        for(int i=0; i< 100000; i++){
            list.add((int) (Math.random()*100000));
        }
        Map<Integer, Long> collect = list.stream()
                .collect(Collectors.groupingBy(Function.identity(), Collectors.counting()));

        System.out.println(collect);
    }

    /**
     * 给定一个数字列表，如何返回一个由每个数的平方构成的列表呢？
     * 给定[1,2,3,4,5],应该返回[1,4,9,16,25]
     */
    @Test
    public void test() {
        Integer[] numArr = new Integer[]{1, 2, 3, 4, 5};
//        Stream<Integer> numArr1 = Stream.of(numArr);
        Stream<Integer> stream = Arrays.stream(numArr);
        stream.map(x -> x * x).forEach(System.out::println);
    }
}

//交易
class Transaction {
    private Trader trader;
    private int year;
    private int value;

    public Transaction() {
    }

    public Transaction(Trader trader, int year, int value) {
        this.trader = trader;
        this.year = year;
        this.value = value;
    }

    public Trader getTrader() {
        return trader;
    }

    public void setTrader(Trader trader) {
        this.trader = trader;
    }

    public int getYear() {
        return year;
    }

    public void setYear(int year) {
        this.year = year;
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public void setValue(int value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Transaction{" +
                "trader=" + trader +
                ", year=" + year +
                ", value=" + value +
                '}';
    }
}

//交易员
class Trader {
    private String name;
    private String city;

    public Trader() {
    }

    public Trader(String name, String city) {
        this.name = name;
        this.city = city;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getCity() {
        return city;
    }

    public void setCity(String city) {
        this.city = city;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Trader{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", city='" + city + '\'' +
                '}';
    }
}