java8——Stream API

2.1 从迭代器到Stream操作

List<String> words = ...;for（String w: words）{  if(w.length()>12) count++;}

普通的迭代器，很难被并行计算。这也是java8引入大量操作符的原因。

List<String> s = new ArrayList<>();long count = s.stream().filter(w -> w.length()>12).count();

注意，只有List< T >中的泛型确定，w里方法才不会报错。
stream方法会为单词列表生成一个Stream。filter方法会返回另一个只包含单词长度大于12的Stream。count方法会将Stream化简成一个结果。
1.Stream自己不会存储元素。元素可能被存储在底层的集合中。
2.Stream操作符不会改变原对象，相反，它们会返回一个持有结果的新的Stream。
3.Stream可能是延迟执行的。
以下是并行统计的写法：

long count = s.parallelStream().filter(w -> w.length()>12).count();

使用流水线：

1. 创建Stream（流） （2.2）
2. 在一个或多个步骤中，将初始Stream转化为另一个Stream的中间操作，如filter (2.3-2.5)
3. 终止操作，会强制它之前的延迟操作立即执行。如count(2.6)

数据流操作要么是衔接操作，要么是终止操作。衔接操作返回数据流，所以我们可以把多个衔接操作不使用分号来链接到一起。终止操作无返回值，或者返回一个不是流的结果。在上面的例子中，filter、map和sorted都是衔接操作，而forEach是终止操作。列你在上面例子中看到的这种数据流的链式操作也叫作操作流水线。

多数数据流操作都接受一些lambda表达式参数，函数式接口用来指定操作的具体行为。这些操作的大多数必须是无干扰而且是无状态的。它们是什么意思呢？

当一个函数不修改数据流的底层数据源，它就是无干扰的。例如，在上面的例子中，没有任何lambda表达式通过添加或删除集合元素修改myList。

当一个函数的操作的执行是确定性的，它就是无状态的。例如，在上面的例子中，没有任何lambda表达式依赖于外部作用域中任何在操作过程中可变的变量或状态。

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2.2 创建Stream

java8在Collection接口中添加了stream方法，可以将任何一个集合转化为Stream。
如果是数组，也可以用静态的Stream.of方法得到一个Stream。

Stream<String> song = Stream.of("a","b","c"); 

empty()，创建一个不含任何元素的Stream

public static<T> Stream<T> empty() {        return StreamSupport.stream(Spliterators.<T>emptySpliterator(), false);    }

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2.3 filter map flatMap方法
流转换是指从一个流中读取数据，并将转换后的数据写入到另一个流中。

filter方法：顾名思义，过滤，并得到一个满足要求的新Stream

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);//所以这里可以用lambda表达式@FunctionalInterfacepublic interface Predicate<T> {    /**     * Evaluates this predicate on the given argument.     *     * @param t the input argument     * @return {@code true} if the input argument matches the predicate,     * otherwise {@code false}     */    boolean test(T t);

map方法：对流中的元素进行某种形式的转换，但是输出是以流对象为基本单位（？）

 Stream<String> lowercaseWords = s.stream().map(String::toLowerCase);<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);public interface Function<T, R> {    /**     * Applies this function to the given argument.     *     * @param t the function argument     * @return the function result     */    R apply(T t);

flatMap：以元素为基本单位，合并成一个流再返回

public static Stream<Character> characterStream(String s){  ...}Stream<Stream<Character>> temp1 = s.stream().map(w-> characterStream(w)); //只能输出一个包含多个流的流Stream<Character> letters = s.stream().flatMap(w-> characterStream(w)); //可以输出一个只包含字符串的流

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2.4 提取子流和组合流

limit(long maxSize) 裁剪出指定长度的流

Stream<Double> sa = Stream.generate(Math::random).limit(100);public final Stream<P_OUT> limit(long maxSize) {        if (maxSize < 0)            throw new IllegalArgumentException(Long.toString(maxSize));        return SliceOps.makeRef(this, 0, maxSize);    }

Stream< T > skip(long n); 丢弃前面的n个元素

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2.5 有状态的流转换

无状态的流转换：指流获取一个元素时，并不依赖于之前的状态。
有状态的转换：流必须记住之前已读取的元素。

Stream<String> uqi = Stream.of("m","m","n").distinct();//去重Stream<String> longest = uqi.sorted(Comparator.comparing(String::length).reversed());//排序

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2.6 简单的聚合方法

聚合方法就是终止操作。可以理解成对流的最后一个操作（？）
max(),min(),findAny(),anyMatch()….

值得注意的是，这些方法会返回一个Optional< T >值，它可能会封装返回值，也可能表示没有返回值。在使用java其他方法时，通常会抛出null，有可能会抛出空指针异常。所以Optional类型是一种更好的表示缺少返回值的方式。

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2.7 Optional类型

2.7.1 正确使用Optional值
或者接受正确值，或者返回一个替代值。Optional类型可以更加简便地完成。

 /**     * Return the value if present, otherwise return {@code other}.     *     * @param other the value to be returned if there is no value present, may     * be null     * @return the value, if present, otherwise {@code other}     */    public T orElse(T other) {        return value != null ? value : other;    }

也有更高级的返回替代值的方法

/**     * Return the value if present, otherwise invoke {@code other} and return     * the result of that invocation.     *     * @param other a {@code Supplier} whose result is returned if no value     * is present     * @return the value if present otherwise the result of {@code other.get()}     * @throws NullPointerException if value is not present and {@code other} is     * null     */    public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {        return value != null ? value : other.get();    }

2.7.2 创建可选值

Optional.ofNullable(obj)

2.7.3 使用flatMap来组合可选值函数

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2.8 聚合操作

Stream<Integer> values = Stream.of(1,2,3,5);Optional<Integer> sum = values.reduce((x,y)->x+y);

可以得到所有值的和。
一般来说聚合方法有一个聚合操作op，该聚合会产生v1 op v2 op v3…op vn的值。
该操作应该是联合的，如求和，求积（计算顺序不影响计算结果）
减法就不是一个联合操作

另一种形式：

Integer sum2 = values.reduce(0,(x,y)->x+y);

找到标识符e，使得e op x = x，即可使用另一种形式的聚合操作。

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2.9 收集结果
用于查看结果：

Object[] toArray(); //Stream里的元素封装成数组，并返回

针对并行的过程，使用collect方法

HashSet<String> set = uqi.collect(HashSet::new,HashSet::add,HashSet::addAll); 

uqi是一个Stream。
三个参数分别为：
1. 一个能创建目标类型实例的方法，例如hash set的构造函数
2. 一个能将元素添加到目标中的方法，例如一个add方法
3. 一个将两个对象整合到一起的方法，例如addAll方法

collect方法可以调用Collector类中的很多方法，很实用

tip：
void forEach(Consumer< ? super T> action);
遍历流元素并执行相关操作，但这是一个终止操作。
如不想终止，可以用peek

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2.10 将结果收集到Map中

仍然是使用collect方法，方法中调用Collectors中的toMap方法，toMap返回了一个接口

Map<Integer, String> idToName = people.collect(Collenctor.toMap(Person::getId, Person::getName));假设people是一个Stream<Person>对象

也有toCurrentHashMap方法，用来生成一个并发的map

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2.11 分组和分片

对具有相同特性的值进行分组，直接使用groupingBy

Stream<Locale> locales = Stream.of(Locale.getAvailableLocales());Map<String, List<Locale>> lo = locales.collect(Collectors.groupingBy(Locale::getCountry));List<Locale> swiss = lo.get("CH");

当分类函数是一个predicate函数时，流元素会被分成两组列表。这时，使用partitioningBy更有效率。

java8还提供了其他一些收集器，用来对分组后的元素进行downstream处理。
以下，是不同参数groupingBy最终调用的方法。

    public static <T, K, D, A, M extends Map<K, D>>    Collector<T, ?, M> groupingBy(Function<? super T, ? extends K> classifier,                                  Supplier<M> mapFactory,                                  Collector<? super T, A, D> downstream) {        Supplier<A> downstreamSupplier = downstream.supplier();        BiConsumer<A, ? super T> downstreamAccumulator = downstream.accumulator();        BiConsumer<Map<K, A>, T> accumulator = (m, t) -> {            K key = Objects.requireNonNull(classifier.apply(t), "element cannot be mapped to a null key");            A container = m.computeIfAbsent(key, k -> downstreamSupplier.get());            downstreamAccumulator.accept(container, t);        };        BinaryOperator<Map<K, A>> merger = Collectors.<K, A, Map<K, A>>mapMerger(downstream.combiner());        @SuppressWarnings("unchecked")        Supplier<Map<K, A>> mangledFactory = (Supplier<Map<K, A>>) mapFactory;        if (downstream.characteristics().contains(Collector.Characteristics.IDENTITY_FINISH)) {            return new CollectorImpl<>(mangledFactory, accumulator, merger, CH_ID);        }        else {            @SuppressWarnings("unchecked")            Function<A, A> downstreamFinisher = (Function<A, A>) downstream.finisher();            Function<Map<K, A>, M> finisher = intermediate -> {                intermediate.replaceAll((k, v) -> downstreamFinisher.apply(v));                @SuppressWarnings("unchecked")                M castResult = (M) intermediate;                return castResult;            };            return new CollectorImpl<>(mangledFactory, accumulator, merger, finisher, CH_NOID);        }    }

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2.12 原始类型流

Stream API中：IntStream可以存储short，char，byte和boolean类型的值，DoubleStream可以存储float型。

接口中封装了一些求和，求平均，求最大值之类的方法。

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2.13 并行流

流使得并行计算变得容易。

parallel()可以将任意的串行流转换为并行流。

Stream<country> countryStream = Stream.of(China).parallel();

需要确保传递给并行流操作的函数是线程安全的。

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2.14 函数式接口

总结Stream的适用场景：

• 集合操作超过两个步骤
  比如先filter再for each
  这时Stream显得优雅简洁，效率也高
• 任务较重，注重效能，希望并发执行
  很容易的就隐式利用了多线程技术。非常好的使用时机。
• 函数式编程的编码风格里
  Stream的设计初衷之一