java8新特性Stream详解

java8中有两个非常有名的改进，一个是Lambda表达式，一个是Stream。如果我们了解过函数式编程的话，都知道Stream真正把函数式编程的风格引入到了java中。这篇文章由简入繁逐步介绍Stream。

一、Stream是什么

从名字来看，Stream就是一个流，他的主要作用就是对集合数据进行查找过滤等操作。有点类似于SQL的数据库操作。一句话来解释就是一种高效且易用的数据处理方式。大数据领域也有一个Steam实时流计算框架，不过和这个可不一样。别搞混了。

举个例子吧，比如说有一个集合Student数据，我们要删选出学生名字为“张三”的学生，或者是找出所有年龄大于18岁的所有学生。此时我们就可以直接使用Stream来筛选。当然了这只是给出了其中一个例子。Stream还有很多其他的功能。

Stream和Collection的区别就是：Collection只是负责存储数据，不对数据做其他处理，主要是和内存打交道。但是Stream主要是负责计算数据的，主要是和CPU打交道。现在明白了吧。

二、Stream语法讲解

Stream执行流程很简单，主要有三个，首先创建一个Stream，然后使用Stream操作数据，最后终止Stream。有点类似于Stream的生命周期。下面我们根据其流程来一个一个讲解。

1、前提准备

首先我们创建一个Student类，以后我们每次都是操作这个类

public class Student {
    private Integer id;
    private String name;
    private Integer age;
    private Double score;
    public Student() {
    }
    public Student(Integer id, String name, Integer age, Double score) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
    }
    //getter和setter方法
    //toString方法
}

然后下面我们再创建一个StudentData类，用于获取其数据

public class StudentData {
    public  static List<Student> getStudents(){
        List<Student> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Student(1,"刘备",18,90.4));
        list.add(new Student(2,"张飞",19,87.4));
        list.add(new Student(3,"关羽",21,67.4));
        list.add(new Student(4,"赵云",15,89.4));
        list.add(new Student(5,"马超",16,91.4));
        list.add(new Student(6,"曹操",19,83.4));
        list.add(new Student(7,"荀彧",24,78.4));
        list.add(new Student(8,"孙权",26,79.4));
        list.add(new Student(9,"鲁肃",21,93.4));
        return list;
    }
}

我们只需要把方法变成static类型的就可以了。

2、创建一个Stream

方式一：通过一个集合创建Stream

@Test
public void test1(){
    List<Student> studentList = StudentData.getStudents();
    //第一种：返回一个顺序流
    Stream<Student> stream = studentList.stream();
    //第二种：返回一个并行流
    Stream<Student> stream2 = studentList.parallelStream();
}

方式二：通过一个数组创建Stream

    @Test
    public void test2(){
        //获取一个整形Stream
        int[] arr = new int[]{1,2,34,4,65,7,87,};
        IntStream intStream = Arrays.stream(arr);
        //获取一个Student对象Stream
        Student[] students = StudentData.getArrStudents();
        Stream<Student> stream = Arrays.stream(students);

    }

方式三：通过Stream.of

    @Test
    public void test3(){
        Stream<Integer> integerStream = Stream.of(1, 2, 3, 5, 6, 7, 8);
        Stream<String> stringStream = Stream.of("1", "2", "3", "4", "5");
        Stream<Student> studentStream = Stream.of(
                new Student(1, "刘备", 18, 90.4),
                new Student(2, "张飞", 19, 87.4),
                new Student(3, "关羽", 21, 67.4));

    }

方式四：创建一个无限流

    @Test
    public void test4(){
        //每隔5个数取一个，从0开始，此时就会无限循环
        Stream.iterate(0,t->t+5).forEach(System.out::println);
        //每隔5个数取一个，从0开始，只取前5个数
        Stream.iterate(0,t->t+5).limit(5).forEach(System.out::println);
        //取出一个随机数
        Stream.generate(Math::random).limit(5).forEach(System.out::println);
    }

3、使用Stream操作数据

操作1：筛选和切片

    @Test
    public void test1(){
        List<Student> list  = StudentData.getStudents();
        //（1）过滤：过滤出所有年龄大于20岁的同学
        list.stream().filter(item->item.getAge()>20).forEach(System.out::println);
        //（2）截断流：筛选出前3条数据
        list.stream().limit(3).forEach(System.out::println);
        //（3）跳过元素:跳过前5个元素
        list.stream().skip(5).forEach(System.out::println);
        //（4）过滤重复数据：
        list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
    }

操作2:映射

    @Test
    public  void test2(){
        //（1）map操作
        List<String> list  = Arrays.asList("java","python","go");
        Stream<String> stream = list.stream();
        //此时每一个小写字母都有一个大写的映射
        stream.map(str -> str.toUpperCase()).forEach(System.out::println);
        //筛选出所有的年龄，再过滤出所有大于20的年龄有哪些
        List<Student> studentList  = StudentData.getStudents();
        Stream<Student> stream1 = studentList.stream();
        Stream<Integer> ageStream = stream1.map(Student::getAge);
        ageStream.filter(age->age>20).forEach(System.out::println);
        //（2）floatMap:将流中的每一个值换成另外一个流
    }

操作3:排序

    public  void test3(){
        //（1）自然排序
        List<Integer> list  = Arrays.asList(4,3,7,9,12,8,10,23,2);
        Stream<Integer> stream = list.stream();
        stream.sorted().forEach(System.out::println);
        //（2）对象排序：对象类可以先实现comparable接口，或者是直接指定
        //第一种：先实现compable接口
        List<Student> studentList  = StudentData.getStudents();
        studentList.stream().sorted().forEach(System.out::println);
        //第二种：直接指定comparable
        List<Student> studentList1  = StudentData.getStudents();
        studentList1.stream()
                .sorted((e1,e2)-> Integer.compare(e1.getAge(),e2.getAge()))
                .forEach(System.out::println);
    }

4、终止Stream

操作1：匹配和查找

    public void test1(){
        List<Student> list  = StudentData.getStudents();
        //（1）判断所有的学生年龄是否都大于20岁
        boolean allMatch = list.stream().allMatch(item -> item.getAge() > 20);
        //（2）判断是否存在学生的年龄大于20岁
        boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(item -> item.getAge() > 20);
        //（3）判断是否存在学生叫曹操
        boolean noneMatch = list.stream().noneMatch(item -> item.getName().equals("曹操"));
        //（4）查找第一个学生
        Optional<Student> first = list.stream().findFirst();
        //（5）查找所有的学生数量
        long count = list.stream().count();
        long count1 = list.stream().filter(item -> item.getScore() > 90.0).count();
        //(6)查找当前流中的元素
        Optional<Student> any = list.stream().findAny();
        //(7)查找学生最高的分数:Student实现了comparable接口的话，可直接比较
        Stream<Double> doubleStream = list.stream().map(item -> item.getScore());
        doubleStream.max(Double::compare);
        //（8）查找学生最低的分数
    }

操作2：归约

    public void test2(){
        //(1)计算数的总和
        List<Integer> list = Arrays.asList(1,2,3,4,5);
        list.stream().reduce(0,Integer::sum);
        //（3）计算学生总分
        List<Student> studentList = StudentData.getStudents();
        Stream<Double> doubleStream = studentList.stream().map(Student::getScore);
        doubleStream.reduce(Double::sum);
    }

操作3：收集

    public void test3(){
        List<Student> studentList = StudentData.getStudents();
        //返回一个list
        List<Student> listStream = studentList.stream()
                .filter(e -> e.getAge() > 18)
                .collect(Collectors.toList());
        //返回一个Set
        Set<Student> setStream = studentList.stream()
                .filter(e -> e.getAge() > 18)
                .collect(Collectors.toSet());
        //返回其他的类型
    }

stream基本的语法就是这样，你会发现Stream就像是一个工具一样，可以帮我们分析处理数据，极其的好用，但是目前还不知道其效率如何。根据网上一位大佬的内存时间分析，其实在数据量比较庞大的时候，Stream可以为我们节省大量的时间，数据量小的时候并不明显。

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