《Java8新特性》第09章：Stream API案例

写在前面

先说点题外话：不少读者工作几年后，仍然在使用Java7之前版本的方法，对于Java8版本的新特性，甚至是Java7的新特性几乎没有接触过。真心想对这些读者说：你真的需要了解下Java8甚至以后版本的新特性了。
今天，一名读者出去面试，面试官问他：说说Java8中创建Stream流有哪几种方式？他竟然没回答上来！！

Stream概述

Java8中有两大最为重要的改变。第一个是 Lambda 表达式；另外一个则是 Stream API(java.util.stream.*)。

Stream 是 Java8 中处理集合的关键抽象概念，它可以指定你希望对集合进行的操作，可以执行非常复杂的查找、过滤和映射数据等操作。使用Stream API 对集合数据进行操作，就类似于使用 SQL 执行的数据库查询。也可以使用 Stream API 来并行执行操作。简而言之，Stream API 提供了一种高效且易于使用的处理数据的方式。

何为Stream?

流(Stream) 到底是什么呢？

可以这么理解流：流就是数据渠道，用于操作数据源（集合、数组等）所生成的元素序列。

“集合讲的是数据，流讲的是计算！ ”

注意：

①Stream 自己不会存储元素。

②Stream 不会改变源对象。相反，他们会返回一个持有结果的新Stream。

③Stream 操作是延迟执行的。这意味着他们会等到需要结果的时候才执行。

Stream操作步骤

1.创建 Stream

一个数据源（如：集合、数组），获取一个流。

2.中间操作

一个中间操作链，对数据源的数据进行处理。

3.终止操作(终端操作)

一个终止操作，执行中间操作链，并产生结果。

0001

如何创建Stream流？

这里，创建测试类TestStreamAPI1，所有的操作都是在TestStreamAPI1类中完成的。

（1）通过Collection系列集合提供的stream()方法或者parallelStream()方法来创建Stream。

在Java8中，Collection 接口被扩展，提供了两个获取流的默认方法，如下所示。

default Stream<E> stream() {
    return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
}
default Stream<E> parallelStream() {
    return StreamSupport.stream(spliterator(), true);
}

其中，stream()方法返回一个顺序流，parallelStream()方法返回一个并行流。

我们可以使用如下代码方式来创建顺序流和并行流。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.stream();
list.parallelStream();

（2）通过Arrays中的静态方法stream()获取数组流。

Java8 中的 Arrays类的静态方法 stream() 可以获取数组流，如下所示。

public static <T> Stream<T> stream(T[] array) {
    return stream(array, 0, array.length);
}

上述代码的的作用为：传入一个泛型数组，返回这个泛型的Stream流。

除此之外，在Arrays类中还提供了stream()方法的如下重载形式。

public static <T> Stream<T> stream(T[] array) {
    return stream(array, 0, array.length);
}

public static <T> Stream<T> stream(T[] array, int startInclusive, int endExclusive) {
    return StreamSupport.stream(spliterator(array, startInclusive, endExclusive), false);
}

public static IntStream stream(int[] array) {
    return stream(array, 0, array.length);
}

public static IntStream stream(int[] array, int startInclusive, int endExclusive) {
    return StreamSupport.intStream(spliterator(array, startInclusive, endExclusive), false);
}

public static LongStream stream(long[] array) {
    return stream(array, 0, array.length);
}

public static LongStream stream(long[] array, int startInclusive, int endExclusive) {
    return StreamSupport.longStream(spliterator(array, startInclusive, endExclusive), false);
}

public static DoubleStream stream(double[] array) {
    return stream(array, 0, array.length);
}

public static DoubleStream stream(double[] array, int startInclusive, int endExclusive) {
    return StreamSupport.doubleStream(spliterator(array, startInclusive, endExclusive), false);
}

基本上能够满足基本将基本类型的数组转化为Stream流的操作。

我们可以通过下面的代码示例来使用Arrays类的stream()方法来创建Stream流。

Integer[] nums = new Integer[]{1,2,3,4,5,6,7,8,9};
Stream<Integer> numStream = Arrays.stream(nums);

（3）通过Stream类的静态方法of()获取数组流。

可以使用静态方法 Stream.of(), 通过显示值创建一个流。它可以接收任意数量的参数。

我们先来看看Stream的of()方法，如下所示。

public static<T> Stream<T> of(T t) {
    return StreamSupport.stream(new Streams.StreamBuilderImpl<>(t), false);
}
@SafeVarargs
@SuppressWarnings("varargs") 
public static<T> Stream<T> of(T... values) {
    return Arrays.stream(values);
}

可以看到，在Stream类中，提供了两个of()方法，一个只需要传入一个泛型参数，一个需要传入一个可变泛型参数。

我们可以使用下面的代码示例来使用of方法创建一个Stream流。

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

（4）创建无限流

可以使用静态方法 Stream.iterate() 和Stream.generate(), 创建无限流。

先来看看Stream类中iterate()方法和generate()方法的源码，如下所示。

public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f) {
    Objects.requireNonNull(f);
    final Iterator<T> iterator = new Iterator<T>() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        T t = (T) Streams.NONE;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return true;
        }

        @Override
        public T next() {
            return t = (t == Streams.NONE) ? seed : f.apply(t);
        }
    };
    return StreamSupport.stream(Spliterators.spliteratorUnknownSize(
        iterator,
        Spliterator.ORDERED | Spliterator.IMMUTABLE), false);
}

public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s) {
    Objects.requireNonNull(s);
    return StreamSupport.stream(
        new StreamSpliterators.InfiniteSupplyingSpliterator.OfRef<>(Long.MAX_VALUE, s), false);
}

通过源码可以看出，iterate()方法主要是使用“迭代”的方式生成无限流，而generate()方法主要是使用“生成”的方式生成无限流。我们可以使用下面的代码示例来使用这两个方法生成Stream流。

迭代

Stream<Integer> intStream = Stream.iterate(0, (x) -> x + 2);
intStream.forEach(System.out::println);

运行上述代码，会在终端一直输出偶数，这种操作会一直持续下去。如果我们只需要输出10个偶数，该如何操作呢？其实也很简单，使用Stream对象的limit方法进行限制就可以了，如下所示。

Stream<Integer> intStream = Stream.iterate(0, (x) -> x + 2);
intStream.limit(10).forEach(System.out::println);

生成

Stream.generate(() -> Math.random()).forEach(System.out::println);

上述代码同样会一直输出随机数，如果我们只需要输出5个随机数，则只需要使用limit()方法进行限制即可。

Stream.generate(() -> Math.random()).limit(5).forEach(System.out::println);

（5）创建空流

在Stream类中提供了一个empty()方法，如下所示。

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

我们可以使用Stream类的empty()方法来创建一个空Stream流，如下所示。

Stream<String> empty = Stream.empty();

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