流使程序猿可以在抽象層上對集合進行操作。
從外部迭代到內部迭代
什么是外部迭代和內部迭代呢?
個人認為,外和內是相對集合代碼而言。
如果迭代的業務執行在應用代碼中,稱之為外部迭代。
反之,迭代的業務執行在集合代碼中,稱為內部迭代(函數式編程)。
語言描述可能有點抽象,下面看實例。
1. 外部迭代
調用itrator方法,產生一個新的Iterator對象,進而控制整個迭代過程。
for (Student student:list){
if (student.getAge()>18){
result++;
}
}
我們都知道,for其實底層使用的迭代器:
Iterator<Student> iterator = list.iterator();
while (iterator.hasNext()){
Student student = iterator.next();
if (student.getAge()>18){
result++;
}
}
上面的迭代方法就是外部迭代。
外部迭代缺點:
- 很難抽象出復雜操作
- 本質上講是串行化操作。
2. 內部迭代
返回內部迭代中的響應接口:Stream
long count = list.stream().filter(student -> student.getAge() > 18).count();
整個過程被分解為:過濾和計數。
要注意:返回的Stream對象不是一個新集合,而是創建新集合的配方。
2.1 惰性求值和及早求值
像filter這樣值描述Stream,最終不產生新集合的方法叫做惰性求值。
像count這樣最終會從Stream產生值的方法叫做及早求值。
判斷一個操作是惰性操作還是及早求值,只需看它的返回值。如果返回值是Stream,那么是惰性求值;如果返回值是另一個值或者為空,那就是及早求值。這些操作的理想方式就是形成一個惰性求值的鏈,最后用一個及早求值的操作返回想要的結果。
整個過程跟建造者模式很像,使用一系列的操作后最后調用build方法才返回真正想要的對象。設計模式快速學習(四)建造者模式
那這個過程有什么好處呢:可以在集合類上級聯多種操作,但迭代只需要進行一次。
3. 常用操作
3.1 collect(toList()) 及早求值
collect(toList())方法由Stream里的值生成一個列表,是一個及早求值操作。
List<String> collect = Stream.of("a", "b", "c").collect(Collectors.toList());
Stream.of("a", "b", "c")
首先由列表生成一個Stream對象,然后collect(Collectors.toList())
生成List對象。
3.2 map
map可以將一種類型的值轉換成另一種類型。
List<String> streamMap = Stream.of("a", "b", "c").map(String -> String.toUpperCase()).collect(Collectors.toList());
map(String -> String.toUpperCase())
將返回所有字母的大寫字母的Stream對象,collect(Collectors.toList())
返回List。
3.3 filter過濾器
遍歷并檢查其中的元素時,可用filter
List<String> collect1 = Stream.of("a", "ab", "abc")
.filter(value -> value.contains("b"))
.collect(Collectors.toList());
3.4 flatMap
如果有一個包含了多個集合的對象希望得到所有數字的集合,我們可以用flatMap
List<Integer> collect2 = Stream.of(asList(1, 2), asList(3, 4))
.flatMap(Collection::stream)
.collect(Collectors.toList());
Stream.of(asList(1, 2), asList(3, 4))
將每個集合轉換成Stream對象,然后.flatMap
處理成新的Stream對象。
3.5 max和min
看名字就知道,最大值和最小值。
Student student1 = list.stream()
.min(Comparator.comparing(student -> student.getAge()))
.get();
java8提供了一個Comparator
靜態方法,可以借助它實現一個方便的比較器。其中Comparator.comparing(student -> student.getAge()
可以換成Comparator.comparing(Student::getAge)
成為更純粹的lambda。max
同理。
3.6 reduce
reduce操作可以實現從一組值中生成一個值,在上述例子中用到的count、min、max方法事實上都是reduce操作。
Integer reduce = Stream.of(1, 2, 3).reduce(0, (acc, element) -> acc + element);
System.out.println(reduce);
6
上面的例子使用reduce求和,0表示起點,acc表示累加器,保存著當前累加結果(每一步都將stream中的元素累加至acc),element是當前元素。
4. 操作整合
- collect(toList())方法由Stream里的值生成一個列表
- map可以將一種類型的值轉換成另一種類型。
- 遍歷并檢查其中的元素時,可用filter
- 如果有一個包含了多個集合的對象希望得到所有數字的集合,我們可以用flatMap
- max和min
- reduce(不常用)
5. 鏈式操作實戰
List<Student> students = new ArrayList<>();
students.add(new Student("Fant.J",18));
students.add(new Student("小明",19));
students.add(new Student("小王",20));
students.add(new Student("小李",22));
List<Class> classList = new ArrayList<>();
classList.add(new Class(students,"1601"));
classList.add(new Class(students,"1602"));
static class Student{
private String name;
private Integer age;
getter and setter ...and construct ....
}
static class Class{
private List<Student> students;
private String className;
getter and setter ...and construct ....
}
這是我們的數據和關系--班級和學生,現在我想要找名字以小開頭的學生,用stream鏈式操作:
List<String> list= students.stream()
.filter(student -> student.getAge() > 18)
.map(Student::getName)
.collect(Collectors.toList());
[小明, 小王, 小李]
這是一個簡單的students對象的Stream的鏈式操作實現,那如果我想要在許多個class中查找年齡大于18的對象呢?
6. 實戰提升
在許多個class中查找年齡大于18的名字并返回集合。
原始代碼:
List<String> nameList = new ArrayList<>();
for (Class c:classList){
for (Student student:c.getStudents()){
if (student.getAge()>18){
String name = student.getName();
nameList.add(name);
}
}
}
System.out.println(nameList);
鏈式流代碼:
如果讓你去寫,你可能會classList.stream().forEach(aClass -> aClass.getStudents().stream())....
去實現?
我剛開始就是這樣無腦干的,后來我緩過神來,想起foreach是一個及早求值操作,而且返回值是void,這樣的開頭就注定了沒有結果,然后仔細想想,flatMap不是用來處理不是一個集合的流嗎,好了,就有了下面的代碼。
List<String> collect = classList.stream()
.flatMap(aclass -> aclass.getStudents().stream())
.filter(student -> student.getAge() > 18)
.map(Student::getName)
.collect(toList());
原始代碼和流鏈式調用相比,有以下缺點:
- 代碼可讀性差,隱匿了真正的業務邏輯
- 需要設置無關變量來保存中間結果
- 效率低,每一步都及早求值生成新集合
- 難于并行化處理
7. 高階函數及注意事項
高階函數是指接受另外一個函數作為參數,或返回一個函數的函數。如果函數的函數里包含接口或返回一個接口,那么該函數就是高階函數。
Stream接口中幾乎所有的函數都是高階函數。比如:Comparing 接受一個函數作為參數,然后返回Comparator接口。
Student student = list.stream().max(Comparator.comparing(Student::getAge)).get();
public interface Comparator<T> {}
foreach方法也是高階函數:
void forEach(Consumer<? super T> action);
public interface Consumer<T> {}
除了以上還有一些類似功能的高階函數外,不建議將lambda表達式傳給Stream上的高階函數,因為大部分的高階函數這樣用會有一些副作用:給變量賦值。局部變量給成員變量賦值,導致很難察覺。
這里拿ActionEvent舉例子: