全方位看透 JAVA Stream流操作,让代码更加优雅。

发布时间：2023-04-03 12:39:20 所属栏目：教程来源：

导读：在JAVA中，涉及到对数组、Collection等集合类中的元素进行操作的时候，通常会通过循环的方式进行逐个处理，或者使用Stream的方式进行处理。

例如，现在有这么一个需求：

从给定句子中返回单词长度大于5的单词列

在JAVA中，涉及到对数组、Collection等集合类中的元素进行操作的时候，通常会通过循环的方式进行逐个处理，或者使用Stream的方式进行处理。

例如，现在有这么一个需求：

从给定句子中返回单词长度大于5的单词列表，按长度倒序输出，最多返回3个

在JAVA7及之前的代码中，我们会可以照如下的方式进行实现：

/**
* 【常规方式】
* 从给定句子中返回单词长度大于5的单词列表，按长度倒序输出，最多返回3个
*
* @param sentence 给定的句子，约定非空，且单词之间仅由一个空格分隔
* @return 倒序输出符合条件的单词列表
*/
public List<String> sortGetTop3LongWords(@NotNull String sentence) {
// 先切割句子，获取具体的单词信息
String[] words = sentence.split(" ");
List<String> wordList = new ArrayList<>();
// 循环判断单词的长度，先过滤出符合长度要求的单词
for (String word : words) {
if (word.length() > 5) {
wordList.add(word);
}
}
// 对符合条件的列表按照长度进行排序
wordList.sort((o1, o2) -> o2.length() - o1.length());
// 判断list结果长度，如果大于3则截取前三个数据的子list返回
if (wordList.size() > 3) {
wordList = wordList.subList(0, 3);
}
return wordList;
}
在JAVA8及之后的版本中，借助Stream流，我们可以更加优雅的写出如下代码：

/**
* 【Stream方式】
* 从给定句子中返回单词长度大于5的单词列表，按长度倒序输出，最多返回3个
*
* @param sentence 给定的句子，约定非空，且单词之间仅由一个空格分隔
* @return 倒序输出符合条件的单词列表
*/
public List<String> sortGetTop3LongWordsByStream(@NotNull String sentence) {
return Arrays.stream(sentence.split(" "))
.filter(word -> word.length() > 5)
.sorted((o1, o2) -> o2.length() - o1.length())
.limit(3)
.collect(Collectors.toList());
}
直观感受上，Stream的实现方式代码更加简洁、一气呵成。很多的同学在代码中也经常使用Stream流，但是对Stream流的认知往往也是仅限于会一些简单的filter、map、collect等操作，但JAVA的Stream可以适用的场景与能力远不止这些。

那么问题来了：Stream相较于传统的foreach的方式处理stream，到底有啥优势？

这里我们可以先搁置这个问题，先整体全面的了解下Stream，然后再来讨论下这个问题。

笔者结合在团队中多年的代码检视遇到的情况，结合平时项目编码实践经验，对Stream的核心要点与易混淆用法、典型使用场景等进行了详细的梳理总结，希望可以帮助大家对Stream有个更全面的认知，也可以更加高效的应用到项目开发中去。

Stream初相识
概括讲，可以将Stream流操作分为3种类型：

创建Stream
Stream中间处理
终止Steam

每个Stream管道操作类型都包含若干API方法，先列举下各个API方法的功能介绍。

开始管道
主要负责新建一个Stream流，或者基于现有的数组、List、Set、Map等集合类型对象创建出新的Stream流。

API   功能说明
stream()   创建出一个新的stream串行流对象
parallelStream()   创建出一个可并行执行的stream流对象
Stream.of()   通过给定的一系列元素创建一个新的Stream串行流对象

中间管道
负责对Stream进行处理操作，并返回一个新的Stream对象，中间管道操作可以进行叠加。

API   功能说明
filter()   按照条件过滤符合要求的元素，返回新的stream流
map()   将已有元素转换为另一个对象类型，一对一逻辑，返回新的stream流
flatMap()   将已有元素转换为另一个对象类型，一对多逻辑，即原来一个元素对象可能会转换为1个或者多个新类型的元素，返回新的stream流
limit()   仅保留集合前面指定个数的元素，返回新的stream流
skip()   跳过集合前面指定个数的元素，返回新的stream流
concat()   将两个流的数据合并起来为1个新的流，返回新的stream流
distinct()   对Stream中所有元素进行去重，返回新的stream流
sorted()   对stream中所有的元素按照指定规则进行排序，返回新的stream流
peek()   对stream流中的每个元素进行逐个遍历处理，返回处理后的stream流

终止管道
顾名思义，通过终止管道操作之后，Stream流将会结束，最后可能会执行某些逻辑处理，或者是按照要求返回某些执行后的结果数据。

API   功能说明
count()   返回stream处理后最终的元素个数
max()   返回stream处理后的元素最大值
min()   返回stream处理后的元素最小值
findFirst()   找到第一个符合条件的元素时则终止流处理
findAny()   找到任何一个符合条件的元素时则退出流处理，这个对于串行流时与findFirst相同，对于并行流时比较高效，任何分片中找到都会终止后续计算逻辑
anymatch()   返回一个boolean值，类似于isContains(),用于判断是否有符合条件的元素
allmatch()   返回一个boolean值，用于判断是否所有元素都符合条件
nonematch()   返回一个boolean值，用于判断是否所有元素都不符合条件
collect()   将流转换为指定的类型，通过Collectors进行指定
toArray()   将流转换为数组
iterator()   将流转换为Iterator对象
foreach()   无返回值，对元素进行逐个遍历，然后执行给定的处理逻辑
Stream方法使用
map与flatMap
map与flatMap都是用于转换已有的元素为其它元素，区别点在于：

map 必须是一对一的，即每个元素都只能转换为1个新的元素
flatMap 可以是一对多的，即每个元素都可以转换为1个或者多个新的元素

比如：有一个字符串ID列表，现在需要将其转为User对象列表。可以使用map来实现：

/**
* 演示map的用途：一对一转换
*/
public void stringToIntMap() {
List<String> ids = Arrays.asList("205", "105", "308", "469", "627", "193", "111");
// 使用流操作
List<User> results = ids.stream()
.map(id -> {
User user = new User();
user.setId(id);
return user;
})
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(results);
}
执行之后，会发现每一个元素都被转换为对应新的元素，但是前后总元素个数是一致的：

[User{id='205'},
User{id='105'},
User{id='308'},
User{id='469'},
User{id='627'},
User{id='193'},
User{id='111'}]

再比如：现有一个句子列表，需要将句子中每个单词都提取出来得到一个所有单词列表。这种情况用map就搞不定了，需要flatMap上场了：

public void stringToIntFlatmap() {
List<String> sentences = Arrays.asList("hello world","Jia Gou Wu Dao");
// 使用流操作
List<String> results = sentences.stream()
.flatMap(sentence -> Arrays.stream(sentence.split(" ")))
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(results);
}
执行结果如下，可以看到结果列表中元素个数是比原始列表元素个数要多的：

[hello, world, Jia, Gou, Wu, Dao]
这里需要补充一句，flatMap操作的时候其实是先每个元素处理并返回一个新的Stream，然后将多个Stream展开合并为了一个完整的新的Stream，如下：

peek和foreach方法
peek和foreach，都可以用于对元素进行遍历然后逐个的进行处理。

但根据前面的介绍，peek属于中间方法，而foreach属于终止方法。这也就意味着peek只能作为管道中途的一个处理步骤，而没法直接执行得到结果，其后面必须还要有其它终止操作的时候才会被执行；而foreach作为无返回值的终止方法，则可以直接执行相关操作。

public void testPeekAndforeach() {
List<String> sentences = Arrays.asList("hello world","Jia Gou Wu Dao");
// 演示点1：仅peek操作，最终不会执行
System.out.println("----before peek----");
sentences.stream().peek(sentence -> System.out.println(sentence));
System.out.println("----after peek----");
// 演示点2：仅foreach操作，最终会执行
System.out.println("----before foreach----");
sentences.stream().forEach(sentence -> System.out.println(sentence));
System.out.println("----after foreach----");
// 演示点3： peek操作后面增加终止操作，peek会执行
System.out.println("----before peek and count----");
sentences.stream().peek(sentence -> System.out.println(sentence)).count();
System.out.println("----after peek and count----");
}
输出结果可以看出，peek独自调用时并没有被执行、但peek后面加上终止操作之后便可以被执行，而foreach可以直接被执行：

----before peek----
----after peek----
----before foreach----
hello world
Jia Gou Wu Dao
----after foreach----
----before peek and count----
hello world
Jia Gou Wu Dao
----after peek and count----

（编辑：汽车网）

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