java8流Stream操作

Java 8 中的 Stream 是对集合（Collection）对象功能的增强，它专注于对集合对象进行各种非常便利、高效的聚合操作，或者大批量数据操作 。Stream API 借助于同样新出现的 Lambda 表达式，极大的提高编程效率和程序可读性.

/**
 * @author li.pan
 * @version 1.0.0
 * @Description java8 stream
 * @createTime 2020年12月29日 21:48:00
 */
public class StreamDemoV1 {

    public static void main(String[] args) {
        filter();
        limit();
        skip();
        distinct();
        map();
        flatMap();
        sorted();
        peek();
        matchAndAggregation();
        reduce();
        collector();
    }


    /**
     * 流的常用创建方法
     *
     * @throws FileNotFoundException
     */
    public void createStream() throws FileNotFoundException {
        /*
         * 1. 使用Collection下的 stream() 和 parallelStream() 方法
         */
        List<String> list = new ArrayList<>();
        Stream<String> stream1 = list.stream(); //获取一个顺序流
        Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); //获取一个并行流

        /*
         * 2. 使用Arrays 中的 stream() 方法，将数组转成流
         */
        Integer[] nums = new Integer[10];
        Stream<Integer> stream2 = Arrays.stream(nums);

        /*
         * 3. 使用Stream中的静态方法：of()、iterate()、generate()
         */
        Stream<Integer> stream3 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);

        Stream<Integer> stream4 = Stream.iterate(0, (x) -> x + 2).limit(6);
        stream2.forEach(System.out::println); // 0 2 4 6 8 10

        Stream<Double> stream5 = Stream.generate(Math::random).limit(2);
        stream3.forEach(System.out::println);

        /*
         * 4. 使用 BufferedReader.lines() 方法，将每行内容转成流
         */
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("F:\\test_stream.txt"));
        Stream<String> stream6 = reader.lines();
        stream6.forEach(System.out::println);

        /*
         * 5. 使用Pattern.splitAsStream() 方法，将字符串分隔成流
         */
        Pattern pattern = Pattern.compile(",");
        Stream<String> stringStream = pattern.splitAsStream("a,b,c,d");
        stringStream.forEach(System.out::println);
    }

    private static Stream<Integer> stream = Stream.of(6, 4, 6, 7, 3, 9, 8, 10, 12, 14, 14);

    /**
     * filter: 过滤流中的某些元素
     */
    public static void filter() {

        Stream<Integer> newStream = stream.filter(s -> s > 5);
        newStream.forEach(System.out::println);
    }

    /**
     * limie: 获取n个元素
     */
    public static void limit() {

        Stream<Integer> newStream = stream.limit(2);
        newStream.forEach(System.out::println);
    }

    /**
     * filter: 跳过n元素，配合limit(n)可实现分页
     */
    public static void skip() {

        Stream<Integer> newStream = stream.skip(2);
        newStream.forEach(System.out::println);
    }

    /**
     * filter: 通过流中元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素
     */
    public static void distinct() {

        Stream<Integer> newStream = stream.distinct();
        newStream.forEach(System.out::println);
    }

    private static List<String> list = Arrays.asList("a,b,c", "1,2,3");

    /**
     * map:一对一
     */
    public static void map() {
        //将每个元素转成一个新的且不带逗号的元素
        Stream<String> s1 = list.stream().map(s -> s.replaceAll(",", ""));
        s1.forEach(System.out::println); // abc 123
    }

    /**
     * flatMap: 扁平化处理
     */
    public static void flatMap() {
        Stream<String> s3 = list.stream().flatMap(s -> {
            //将每个元素转换成一个stream
            String[] split = s.split(",");
            Stream<String> s2 = Arrays.stream(split);
            return s2;
        });
        s3.forEach(System.out::println); // a b c 1 2 3
    }

    /**
     * sort: 自然排序或自定义Comparator排序器
     */
    public static void sorted() {
        List<String> list = Arrays.asList("aa", "ff", "dd");
        //String 类自身已实现Compareable接口
        list.stream().sorted().forEach(System.out::println);// aa dd ff

        Student s1 = new Student("aa", 10);
        Student s2 = new Student("bb", 20);
        Student s3 = new Student("aa", 30);
        Student s4 = new Student("dd", 40);
        List<Student> studentList = Arrays.asList(s1, s2, s3, s4);

        //自定义排序：先按姓名升序，姓名相同则按年龄升序
        studentList.stream().sorted(
                (o1, o2) -> {
                    if (o1.getName().equals(o2.getName())) {
                        return o1.getAge() - o2.getAge();
                    } else {
                        return o1.getName().compareTo(o2.getName());
                    }
                }
        ).forEach(System.out::println);

    }

    /**
     * peek: 如同于map，能得到流中的每一个元素。但map接收的是一个Function表达式，有返回值；而peek接收的是Consumer表达式，没有返回值。
     */
    public static void peek() {
        Student s1 = new Student("aa", 10);
        Student s2 = new Student("bb", 20);
        List<Student> studentList = Arrays.asList(s1, s2);

        studentList.stream()
                .peek(o -> o.setAge(100))
                .forEach(System.out::println);
    }

    /**
     * 　　allMatch：接收一个 Predicate 函数，当流中每个元素都符合该断言时才返回true，否则返回false
     * 　　noneMatch：接收一个 Predicate 函数，当流中每个元素都不符合该断言时才返回true，否则返回false
     * 　　anyMatch：接收一个 Predicate 函数，只要流中有一个元素满足该断言则返回true，否则返回false
     * 　　findFirst：返回流中第一个元素
     * 　　findAny：返回流中的任意元素
     * 　　count：返回流中元素的总个数
     * 　　max：返回流中元素最大值
     * 　　min：返回流中元素最小值
     */
    public static void matchAndAggregation() {
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

        boolean allMatch = list.stream().allMatch(e -> e > 10); //false
        boolean noneMatch = list.stream().noneMatch(e -> e > 10); //true
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(e -> e > 4); //true

        Integer findFirst = list.stream().findFirst().get(); //1
        Integer findAny = list.stream().findAny().get(); //1

        long count = list.stream().count(); //5
        Integer max = list.stream().max(Integer::compareTo).get(); //5

    }

    /**
     * 规约操作
     * Optional reduce(BinaryOperator accumulator)：第一次执行时，accumulator函数的第一个参数为流中的第一个元素，第二个参数为流中元素的第二个元素；第二次执行时，第一个参数为第一次函数执行的结果，第二个参数为流中的第三个元素；依次类推。
     * T reduce(T identity, BinaryOperator accumulator)：流程跟上面一样，只是第一次执行时，accumulator函数的第一个参数为identity，而第二个参数为流中的第一个元素。
     * U reduce(U identity,BiFunction<U, ? super T, U> accumulator,BinaryOperator combiner)：
     * 在串行流(stream)中，该方法跟第二个方法一样，即第三个参数combiner不会起作用。在并行流(parallelStream)中,我们知道流被fork join出多个线程进行执行，此时每个线程的执行流程就跟第二个方法reduce(identity,accumulator)一样，而第三个参数combiner函数，则是将每个线程的执行结果当成一个新的流，然后使用第一个方法reduce(accumulator)流程进行规约。
     */
    public static void reduce() {
        //经过测试，当元素个数小于24时，并行时线程数等于元素个数，当大于等于24时，并行时线程数为16
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24);

        Integer v = list.stream().reduce((x1, x2) -> x1 + x2).get();
        System.out.println(v); // 300

        Integer v1 = list.stream().reduce(10, (x1, x2) -> x1 + x2);
        System.out.println(v1); //310

        Integer v2 = list.stream().reduce(0,
                (x1, x2) -> {
                    System.out.println("stream accumulator: x1:" + x1 + " x2:" + x2);
                    return x1 - x2;
                },
                (x1, x2) -> {
                    System.out.println("stream combiner: x1:" + x1 + " x2:" + x2);
                    return x1 * x2;
                });
        System.out.println(v2); // -300

        Integer v3 = list.parallelStream().reduce(0,
                (x1, x2) -> {
                    System.out.println("parallelStream accumulator: x1:" + x1 + " x2:" + x2);
                    return x1 - x2;
                },
                (x1, x2) -> {
                    System.out.println("parallelStream combiner: x1:" + x1 + " x2:" + x2);
                    return x1 * x2;
                });
        System.out.println(v3); //197474048
    }

    /**
     * collect：接收一个Collector实例，将流中元素收集成另外一个数据结构。
     */
    public static void collector() {
        Student s1 = new Student("aa", 10);
        Student s2 = new Student("bb", 20);
        Student s3 = new Student("cc", 10);
        List<Student> list = Arrays.asList(s1, s2, s3);

        //装成list
        List<Integer> ageList = list.stream().map(Student::getAge).collect(Collectors.toList()); // [10, 20, 10]

        // 转成set
        Set<Integer> ageSet = list.stream().map(Student::getAge).collect(Collectors.toSet()); // [20, 10]
        // 转成map,注:key不能相同，否则报错
        Map<String, Integer> studentMap = list.stream().collect(Collectors.toMap(Student::getName, Student::getAge)); // {cc=10, bb=20, aa=10}
        // 字符串分隔符连接
        String joinName = list.stream().map(Student::getName).collect(Collectors.joining(",", "(", ")")); // (aa,bb,cc)
        //聚合操作
        //1.学生总数
        Long count = list.stream().collect(Collectors.counting()); // 3
        //2.最大年龄 (最小的minBy同理)
        Integer maxAge = list.stream().map(Student::getAge).collect(Collectors.maxBy(Integer::compare)).get(); // 20
        //3.所有人的年龄
        Integer sumAge = list.stream().collect(Collectors.summingInt(Student::getAge)); // 40
        //4.平均年龄
        Double averageAge = list.stream().collect(Collectors.averagingDouble(Student::getAge)); // 13.333333333333334
        // 带上以上所有方法
        DoubleSummaryStatistics statistics = list.stream().collect(Collectors.summarizingDouble(Student::getAge));
        System.out.println("count:" + statistics.getCount() + ",max:" + statistics.getMax() + ",sum:" + statistics.getSum() + ",average:" + statistics.getAverage());

        //分组
        Map<Integer, List<Student>> ageMap = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Student::getAge));
        //多重分组,先根据类型分再根据年龄分
        //Map<Integer, Map<Integer, List<Student>>> typeAgeMap = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Student::getType, Collectors.groupingBy(Student::getAge)));

        //分区
        //分成两部分，一部分大于10岁，一部分小于等于10岁
        Map<Boolean, List<Student>> partMap = list.stream().collect(Collectors.partitioningBy(v -> v.getAge() > 10));

        //规约
        Integer allAge = list.stream().map(Student::getAge).collect(Collectors.reducing(Integer::sum)).get(); //40　　
    }

    static class Student {
        private String name;
        private Integer age;
        public Student(String name, Integer age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
        public Integer getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(Integer age) {
            this.age = age;
        }
    }
}