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Java 8 流庫學習筆記(一)

atm tlist see 條件 但是 表達 with ray 返回值

core Java學習筆記】Java SE8 流庫 Stream Library

從叠代到流

如果要計算一個文本中有多少長單詞(字母>12)。

  • 叠代式:

    words = getlist();//虛構方法,獲得一個List<String>
    long count = 0;
    for(String w:words)
    {
    if(w.length()>12) count++;
    }
  • 流式:

    words = getlist();//虛構方法,獲得一個List<String>
    long count = words.stream()
    .filter(w->w.length() > 12
    ) .count();
  • 流式表達式相對於叠代式的好處:
    1. 易於閱讀。
    2. 易於優化,例如將steam()方法換為parallelStream()方法就可以進行並行計算。
    3. 遵循"what, not how"原則,抽象層次更高。
  • 流的特征:
    1. 流不存儲元素,元素可能存儲在按需生成的匿名集合中。
    2. 流操作絕不會改變源數據。例如filter()方法不會移除數據,而是產生新的流。
    3. 流操作是lazy的,意味著直到流操作的結果被需要時才會進行運算。
  • 流操作的範式:
    1. 建立流。例如上例的stream()
    2. 應用intermediate operations使用原流去產生其他需要的流,可以進行多步。例如上例的filter()
    3. 應用terminal operation去產生結果。之後流將不可用。例如count()

建立流

  • 如果有Collection類,調用其stream()或其他流方法。
  • 如果有數組,使用Stream.of(Array array)方法。
  • 創建空流,調用Stream.empty()方法。
  • 創建無限長流,調用Stream.generate(Supplier supplier<T> s)方法。

    Stream<String> echos = Stream.generate(()->"Echo");
    //上方lambda表達式可寫為如下完整表達式
    Stream<String> echos = Stream.generate
    (new Supplier<String>() { @Override public String get() { return "echo"; } });
    Stream<Double> randoms = Stream.generate(Math::random);
    //產生隨機數,雙冒號是lambda表達式中的方法引用
  • 創建叠代的無限長流,使用Stream.iterate(T seed,UnaryOperator f)

    Stream<BigInteger> integers = 
    Stream.iterate(BigInteger.ZERO,n->n.addd(BigInteger.ONE))
    //流的第一個元素為seed,後續元素為f(seed),f(f(seed))...
  • 字符串創建流,調用Pattern類中的spliteAsStream(CharSequence input)方法

    Pattern pattern = Pattern.compile(" ");
    Stream<String> s = pattern.splitAsStream("A B C");

filter,mapflatmap方法

最常用的三種intermediate operations

  • Stream<T> filter 方法:選擇源流中符合一定條件的元素組成新流。

    List<String> wordList = ...;    //省略初始化
    Stream<String> longWords = wordList.Stream().filter(w -> w.length() > 12);
  • <R> Stream<R> map方法:對源流中所有元素執行同一操作後組成新流。

    List<String> words = ...;       //省略初始化
    Stream<String> lowercaseWords = words.stream().map(String::toLowerCase);
  • <R> Stream<R> flatmap方法:和map方法的效果大致相同,但對多個流組成的流操作會得到合並的一個流。即對Stream

    提取子流以及合並流

  • 調用Stream<T> limit(n)來提取前n個元素的子流。

    Stream<Double> randoms = Stream.generate(Math::random).limit(100);
  • 調用Stream<T> skip(n)來獲得跳過前n個元素的子流

    Stream<String> words = Stream.of(contents.split("\\PL+")).skip(1);
  • 調用Stream<T> concate(Stream a,Stream b)來創建a,b流合並後的流,b在a後。

    其他流轉換操作

  • Stream<T> distinct()獲得相同順序,但是只保留一個相同項的流。

    Stream<String> uniqueWords = Stream.of("a","a","b","c","a").distinct();
  • 使用Stream<T> sorted()對comparable排序,或使用Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator)對普通對象元素排序。

    Stream<String> longestFirst = words
                            .stream()
                            .sorted(Comparator.comparing(String::length))
                            .reversed();
  • 使用Stream<T> peek(Consumer<? super T> action)在每次元素實際被訪問時觸發動作(action),利於debug。

    Object[] powers = Stream.iterate(1.0,p -> p * 2)
            .peek(e - > System.out.println("Peeking"+e))
            .limit(20).toArrays();

    簡單的還原(reduction)操作

  • 還原操作是將流對象轉換為非流對象的操作。
  • 還原操作是終止操作(terminal operations),操作之後流不可用。
  • count()計算流中元素個數。(上例有)
  • max(Comparator<? super T> comparator)min(Comparator<? super T> comparator)獲得最大/最小元素。他們返回一個Optional<? super T>類。

    Optional<String> largest = words.max(String::compareToIgnoreCase);
    System.out.println("largest:" + largest.orElse(""));
  • findFirst()findAny()獲得過濾器過濾到的第一個/所有元素。他們返回一個Optional<? super T>類。

    Optional<String> startsWithQ = words.filter(s -> s.startWith("Q")).findFirst();
  • anyMatch(Predicate<? super T> p),allMatch(Predicate<? super T> p),noneMatch(Predicate<? super T> p)返回匹配結果(boolean)。

    boolean aWordStartsWithQ = words.parallel().anyMatch(s -> s.startWith("Q"));

Optional

Optional類是流還原操作的常用返回值。Optional<T>持有(wrap)T類型對象或null的對象。這樣的設計思路是為了安全,避免空引用。

簡單地處理Optional對象中持有的對象。

  • T orElse(T other)如果該Optional對象非空,就返回持有的對象,否則返回other

    String result = optionalString.orElse("");
    //return wrapped string, or "" if null
  • T orElseGet(Supplier<? extends T> other)如果該Optional對象非空,就返回持有對象,否則返回other.get()
  • T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier),如果該Optional對象非空,就返回持有的對象,否則拋出一個exceptionSupplier.get()異常。
  • ifPresent接受一個函數,如果option持有對象,則用該函數處理;否則無事發生。
    optionValue.ifPresent(v -> Process v);。該方法無返回值。
  • map方法和ifPresent類似,但是有一個Optional<T>的返回值,原Optional<T>對象不變。

正確地使用Optional

  • 隨時警惕Optional對象可能不持有對象。這種特性可能造成NoSuchElementException錯誤的拋出。

    Optional<T> optionValue = ...;
    optionValue.get().someMethod();
    //not safe, cause get() may produce null
    Optional<T> optionValue = ...;
    if(optionValue.isPresent())
    optionValue.get().someMethod();
    //safe, cause isPresent() reports whether an Optional object has a value

    創建Optional類的對象

    創建Optional對象的主要方法是調用Optional類的靜態工廠方法。

    static <T> Optional<T> of(T value)
    產生一個Optional對象,如果value是null,則拋出異常
    static <T> Optional<T> ofNullable(T value)
    產生一個Optional對象。
    static<T> Optional

    通過flatMap方法調用Optional<T>對象持有的T對象的方法。

//f() yields an Optional<T>
//T has a method g() yields an Optional<U> 
Optional<U> result = s.f().flatMap(T::g)

收集流到集合中

  • 展示流

    stream.forEach(System.out::println);
  • 獲得數組

    String[] result = stream.toArray(String::new);
    //toArray get Object[], pass it to constructor to get the right type.
  • 使用collect方法和Collectors類中眾多的工廠方法來獲得不同容器中的對象集合。

List<String> result = stream.collect(Collectors.toList());
Set<String> result = stream.collect(Collectors.toSet());
TreeSet<String> result = stream.collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new));
//control which type of implementation of Collection

String result = stream.collect(Collectors.joining());
String result = stream.collect(Collectors.joining(", "));
//joing to one String

Iterator<T> iterator = stream.iterator();

IntSummaryStatistics summary = stream.collect(
    Collectors.summarizingInt(String::length));
double averageWordLength = summary.getAverage();
double maxWordLength = summary.getMax();
//summarizing(Int|Long|double) -> (Int|Long|Double)SummaryStatistisc

收集流到字典中

例如有一個Person類

Person{
    private int id;
    private String name;
    public getId(){
        return id;
    }
    public getName(){
        return name;
    }
    public Person(int id,String name){
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
}
  • 一般情況
Map<Integer, String> keyToValue = stream.collect(
    Collectors.toMap(Person::getID,Person::getName));
    //(Function keyMapper, Function valueMapper)
  • 將對象整個作為鍵/值
Map<Integer, Person> idToPerson = stream.collect(
    Collectors.toMap(Person::getID,Function.identity()));

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