stream（Stream流详解）

　　1。Stream初体验
　　我们先来看看Java里面是怎么定义Stream的：
　　Asequenceofelementssupportingsequentialandparallelaggregateoperations。
　　我们来解读一下上面的那句话：
　　Stream是元素的集合，这点让Stream看起来用些类似I可以支持顺序和并行的对原Stream进行汇聚的操作；
　　大家可以把Stream当成一个高级版本的Iterator。原始版本的Iterator，用户只能一个一个的遍历元素并对其执行某些操作；高级版本的Stream，用户只要给出需要对其包含的元素执行什么操作，比如过滤掉长度大于10的字符串、获取每个字符串的首字母等，具体这些操作如何应用到每个元素上，就给Stream就好了！（这个秘籍，一般人我不告诉他：））大家看完这些可能对Stream还没有一个直观的认识，莫急，咱们来段代码。
　　Lists是Guava中的一个工具类
　　ListnumsLists。newArrayList（1，null，3，4，null，6）；
　　nums。stream（）。filter（numnum！null）。count（）；
　　上面这段代码是获取一个List中，元素不为null的个数。这段代码虽然很简短，但是却是一个很好的入门级别的例子来体现如何使用Stream，正所谓麻雀虽小五脏俱全。我们现在开始深入解刨这个例子，完成以后你可能可以基本掌握Stream的用法！
　　剖析Stream通用语法
　　图片就是对于Stream例子的一个解析，可以很清楚的看见：原本一条语句被三种颜色的框分割成了三个部分。红色框中的语句是一个Stream的生命开始的地方，负责创建一个Stream实例；绿色框中的语句是赋予Stream灵魂的地方，把一个Stream转换成另外一个Stream，红框的语句生成的是一个包含所有nums变量的Stream，进过绿框的filter方法以后，重新生成了一个过滤掉原nums列表所有null以后的S蓝色框中的语句是丰收的地方，把Stream的里面包含的内容按照某种算法来汇聚成一个值，例子中是获取Stream中包含的元素个数。如果这样解析以后，还不理解，那就只能动用核武器图形化，一图抵千言！
　　在此我们总结一下使用Stream的基本步骤：
　　创建S转换Stream，每次转换原有Stream对象不改变，返回一个新的Stream对象（可以有多次转换）；对Stream进行聚合（Reduce）操作，获取想要的结果；2。创建Stream
　　最常用的创建Stream有两种途径：
　　通过Stream接口的静态工厂方法（注意：Java8里接口可以带静态方法）；通过Collection接口的默认方法（默认方法：Defaultmethod，也是Java8中的一个新特性，就是接口中的一个带有实现的方法，后续文章会有介绍）stream（），把一个Collection对象转换成Stream
　　2。1使用Stream静态方法来创建Stream
　　1。of方法：有两个overload方法，一个接受变长参数，一个接口单一值
　　1StreamintegerStreamStream。of（1，2，3，5）；
　　2StreamstringStreamStream。of（taobao）；
　　2。generator方法：生成一个无限长度的Stream，其元素的生成是通过给定的Supplier（这个接口可以看成一个对象的工厂，每次调用返回一个给定类型的对象）
　　Stream。generate（newSupplier（）｛
　　Override
　　publicDoubleget（）｛
　　returnMath。random（）；
　　｝
　　｝）；
　　Stream。generate（（）Math。random（））；
　　Stream。generate（Math：：random）；
　　三条语句的作用都是一样的，只是使用了lambda表达式和方法引用的语法来简化代码。每条语句其实都是生成一个无限长度的Stream，其中值是随机的。这个无限长度Stream是懒加载，一般这种无限长度的Stream都会配合Stream的limit（）方法来用。
　　3。iterate方法：也是生成无限长度的Stream，和generator不同的是，其元素的生成是重复对给定的种子值（seed）调用用户指定函数来生成的。其中包含的元素可以认为是：seed，f（seed），f（f（seed））无限循环
　　1Stream。iterate（1，itemitem1）。limit（10）。forEach（System。out：：println）；
　　这段代码就是先获取一个无限长度的正整数集合的Stream，然后取出前10个打印。千万记住使用limit方法，不然会无限打印下去。
　　2。2通过Collection子类获取Stream
　　这个在本文的第一个例子中就展示了从List对象获取其对应的Stream对象，如果查看Javadoc就可以发现Collection接口有一个stream方法，所以其所有子类都都可以获取对应的Stream对象。
　　1publicinterfaceCollectionextendsIterable｛
　　2其他方法省略
　　3defaultStreamstream（）｛
　　4returnStreamSupport。stream（spliterator（），false）；
　　5｝
　　6｝
　　3。转换Stream
　　转换Stream其实就是把一个Stream通过某些行为转换成一个新的Stream。Stream接口中定义了几个常用的转换方法，下面我们挑选几个常用的转换方法来解释。
　　1。distinct：对于Stream中包含的元素进行去重操作（去重逻辑依赖元素的equals方法），新生成的Stream中没有重复的元素；
　　distinct方法示意图（以下所有的示意图都要感谢〔RxJava〕（https：github。comNetflixRxJava）项目的doc中的图片给予的灵感，如果示意图表达的有错误和不准确的地方，请直接联系我。）：
　　2。filter：对于Stream中包含的元素使用给定的过滤函数进行过滤操作，新生成的Stream只包含符合条件的元素；
　　filter方法示意图：
　　3。map：对于Stream中包含的元素使用给定的转换函数进行转换操作，新生成的Stream只包含转换生成的元素。这个方法有三个对于原始类型的变种方法，分别是：mapToInt，mapToLong和mapToDouble。这三个方法也比较好理解，比如mapToInt就是把原始Stream转换成一个新的Stream，这个新生成的Stream中的元素都是int类型。之所以会有这样三个变种方法，可以免除自动装箱拆箱的额外消耗；
　　map方法示意图：
　　4。flatMap：和map类似，不同的是其每个元素转换得到的是Stream对象，会把子Stream中的元素压缩到父集合中；
　　flatMap方法示意图：
　　5。peek：生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream，同时会提供一个消费函数（Consumer实例），新Stream每个元素被消费的时候都会执行给定的消费函数；
　　peek方法示意图：
　　6。limit：对一个Stream进行截断操作，获取其前N个元素，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那就获取其所有的元素；
　　limit方法示意图：
　　7。skip：返回一个丢弃原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那么返回空S
　　skip方法示意图：
　　8。在一起，在一起！
　　1ListnumsLists。newArrayList（1，1，null，2，3，4，null，5，6，7，8，9，10）；
　　2System。out。println（sumis：nums。stream（）。filter（numnum！null）。
　　3distinct（）。mapToInt（numnum2）。
　　4peek（System。out：：println）。skip（2）。limit（4）。sum（））；
　　这段代码演示了上面介绍的所有转换方法（除了flatMap），简单解释一下这段代码的含义：给定一个Integer类型的List，获取其对应的Stream对象，然后进行过滤掉null，再去重，再每个元素乘以2，再每个元素被消费的时候打印自身，在跳过前两个元素，最后去前四个元素进行加和运算（解释一大堆，很像废话，因为基本看了方法名就知道要做什么了。这个就是声明式编程的一大好处！）。大家可以参考上面对于每个方法的解释，看看最终的输出是什么。
　　9。性能问题
　　有些细心的同学可能会有这样的疑问：在对于一个Stream进行多次转换操作，每次都对Stream的每个元素进行转换，而且是执行多次，这样时间复杂度就是一个for循环里把所有操作都做掉的N（转换的次数）倍啊。其实不是这样的，转换操作都是lazy的，多个转换操作只会在汇聚操作（见下节）的时候融合起来，一次循环完成。我们可以这样简单的理解，Stream里有个操作函数的集合，每次转换操作就是把转换函数放入这个集合中，在汇聚操作的时候循环Stream对应的集合，然后对每个元素执行所有的函数。
　　4。汇聚（Reduce）Stream
　　汇聚这个词，是我自己翻译的，如果大家有更好的翻译，可以在下面留言。在官方文档中是reduce，也叫fold。
　　在介绍汇聚操作之前，我们先看一下Javadoc中对于其定义：
　　Areductionoperation（alsocalledafold）takesasequenceofinputelementsandcombinesthemintoasinglesummaryresultbyrepeatedapplicationofacombiningoperation，suchasfindingthesumormaximumofasetofnumbers，oraccumulatingelementsintoalist。Thestreamsclasseshavemultipleformsofgeneralreductionoperations，calledreduce（）andcollect（），aswellasmultiplespecializedreductionformssuchassum（），max（），orcount（）。
　　简单翻译一下：汇聚操作（也称为折叠）接受一个元素序列为输入，反复使用某个合并操作，把序列中的元素合并成一个汇总的结果。比如查找一个数字列表的总和或者最大值，或者把这些数字累积成一个List对象。Stream接口有一些通用的汇聚操作，比如reduce（）和collect（）；也有一些特定用途的汇聚操作，比如sum（），max（）和count（）。注意：sum方法不是所有的Stream对象都有的，只有IntStream、LongStream和DoubleStream是实例才有。
　　下面会分两部分来介绍汇聚操作：
　　可变汇聚：把输入的元素们累积到一个可变的容器中，比如Collection或者StringB其他汇聚：除去可变汇聚剩下的，一般都不是通过反复修改某个可变对象，而是通过把前一次的汇聚结果当成下一次的入参，反复如此。比如reduce，count，allM
　　4。1可变汇聚
　　可变汇聚对应的只有一个方法：collect，正如其名字显示的，它可以把Stream中的要有元素收集到一个结果容器中（比如Collection）。先看一下最通用的collect方法的定义（还有其他override方法）：
　　1Rcollect（Suppliersupplier，
　　2BiConsumeraccumulator，
　　3BiConsumercombiner）；
　　先来看看这三个参数的含义：Suppliersupplier是一个工厂函数，用来生成一个新的容器；BiConsumeraccumulator也是一个函数，用来把Stream中的元素添加到结果容器中；BiConsumercombiner还是一个函数，用来把中间状态的多个结果容器合并成为一个（并发的时候会用到）。看晕了？来段代码！
　　1ListnumsLists。newArrayList（1，1，null，2，3，4，null，5，6，7，8，9，10）；
　　2ListnumsWithoutNullnums。stream（）。filter（numnum！null）。
　　3collect（（）newArrayList（），
　　4（list，item）list。add（item），
　　5（list1，list2）list1。addAll（list2））；
　　上面这段代码就是对一个元素是Integer类型的List，先过滤掉全部的null，然后把剩下的元素收集到一个新的List中。进一步看一下collect方法的三个参数，都是lambda形式的函数（上面的代码可以使用方法引用来简化，留给读者自己去思考）。
　　第一个函数生成一个新的ArrayList实例；第二个函数接受两个参数，第一个是前面生成的ArrayList对象，二个是stream中包含的元素，函数体就是把stream中的元素加入ArrayList对象中。第二个函数被反复调用直到原stream的元素被消费完毕；第三个函数也是接受两个参数，这两个都是ArrayList类型的，函数体就是把第二个ArrayList全部加入到第一个中；
　　但是上面的collect方法调用也有点太复杂了，没关系！我们来看一下collect方法另外一个override的版本，其依赖〔Collector〕（http：docs。oracle。comjavase8docsapijavautilstreamCollector。html）。
　　1Rcollect（Collectorcollector）；
　　这样清爽多了！少年，还有好消息，Java8还给我们提供了Collector的工具类〔Collectors〕（http：docs。oracle。comjavase8docsapijavautilstreamCollectors。html），其中已经定义了一些静态工厂方法，比如：Collectors。toCollection（）收集到Collection中，Collectors。toList（）收集到List中和Collectors。toSet（）收集到Set中。这样的静态方法还有很多，这里就不一一介绍了，大家可以直接去看JavaDoc。下面看看使用Collectors对于代码的简化：
　　1ListnumsWithoutNullnums。stream（）。filter（numnum！null）。
　　2collect（Collectors。toList（））；
　　4。2其他汇聚
　　reduce方法：reduce方法非常的通用，后面介绍的count，sum等都可以使用其实现。reduce方法有三个override的方法，本文介绍两个最常用的，最后一个留给读者自己学习。先来看reduce方法的第一种形式，其方法定义如下：
　　1Optionalreduce（BinaryOperatoraccumulator）；
　　接受一个BinaryOperator类型的参数，在使用的时候我们可以用lambda表达式来。
　　1ListintsLists。newArrayList（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10）；
　　2System。out。println（intssumis：ints。stream（）。reduce（（sum，item）sumitem）。get（））；
　　可以看到reduce方法接受一个函数，这个函数有两个参数，第一个参数是上次函数执行的返回值（也称为中间结果），第二个参数是stream中的元素，这个函数把这两个值相加，得到的和会被赋值给下次执行这个函数的第一个参数。要注意的是：第一次执行的时候第一个参数的值是Stream的第一个元素，第二个参数是Stream的第二个元素。这个方法返回值类型是Optional，这是Java8防止出现NPE的一种可行方法，后面的文章会详细介绍，这里就简单的认为是一个容器，其中可能会包含0个或者1个对象。
　　这个过程可视化的结果如图：
　　reduce方法还有一个很常用的变种：
　　1Treduce（Tidentity，BinaryOperatoraccumulator）；
　　这个定义上上面已经介绍过的基本一致，不同的是：它允许用户提供一个循环计算的初始值，如果Stream为空，就直接返回该值。而且这个方法不会返回Optional，因为其不会出现null值。下面直接给出例子，就不再做说明了。
　　1ListintsLists。newArrayList（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10）；
　　2System。out。println（intssumis：ints。stream（）。reduce（0，（sum，item）sumitem））；
　　count方法：获取Stream中元素的个数。比较简单，这里就直接给出例子，不做解释了。
　　1ListintsLists。newArrayList（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10）；
　　2System。out。println（intssumis：ints。stream（）。count（））；
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　　allMatch：是不是Stream中的所有元素都满足给定的匹配条件
　　anyMatch：Stream中是否存在任何一个元素满足匹配条件
　　findFirst：返回Stream中的第一个元素，如果Stream为空，返回空Optional
　　noneMatch：是不是Stream中的所有元素都不满足给定的匹配条件
　　max和min：使用给定的比较器（Operator），返回Stream中的最大最小值
　　下面给出allMatch和max的例子，剩下的方法读者当成练习。
　　1ListintsLists。newArrayList（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10）；
　　2System。out。println（ints。stream（）。allMatch（itemitem100））；
　　3ints。stream（）。max（（o1，o2）o1。compareTo（o2））。ifPresent（System。out：：println）；