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          巧用Stream優(yōu)化老代碼,太清爽了!

          共 6744字,需瀏覽 14分鐘

           ·

          2022-01-08 23:27

          【文章來(lái)源】https://sourl.cn/DNU3FV

          Java8的新特性主要是Lambda表達(dá)式和流,當(dāng)流和Lambda表達(dá)式結(jié)合起來(lái)一起使用時(shí),因?yàn)榱魃昝魇教幚頂?shù)據(jù)集合的特點(diǎn),可以讓代碼變得簡(jiǎn)潔易讀


          放大招,流如何簡(jiǎn)化代碼




          果有一個(gè)需求,需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢到的菜肴進(jìn)行一個(gè)處理:

          • 篩選出卡路里小于400的菜肴

          • 對(duì)篩選出的菜肴進(jìn)行一個(gè)排序

          • 獲取排序后菜肴的名字

          菜肴:Dish.java

          public class Dish {    private String name;    private boolean vegetarian;    private int calories;    private Type type;
          // getter and setter}
          Java8以前的實(shí)現(xiàn)方式
          private List beforeJava7(List dishList) {        List lowCaloricDishes = new ArrayList<>();
          //1.篩選出卡路里小于400的菜肴 for (Dish dish : dishList) { if (dish.getCalories() < 400) { lowCaloricDishes.add(dish); } }
          //2.對(duì)篩選出的菜肴進(jìn)行排序 Collections.sort(lowCaloricDishes, new Comparator() { @Override public int compare(Dish o1, Dish o2) { return Integer.compare(o1.getCalories(), o2.getCalories()); } });
          //3.獲取排序后菜肴的名字 List lowCaloricDishesName = new ArrayList<>(); for (Dish d : lowCaloricDishes) { lowCaloricDishesName.add(d.getName()); }
          return lowCaloricDishesName; }
          Java8之后的實(shí)現(xiàn)方式
           private List afterJava8(List dishList) {        return dishList.stream()                .filter(d -> d.getCalories() < 400)  //篩選出卡路里小于400的菜肴                .sorted(comparing(Dish::getCalories))  //根據(jù)卡路里進(jìn)行排序                .map(Dish::getName)  //提取菜肴名稱                .collect(Collectors.toList()); //轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ist    }
          不拖泥帶水,一氣呵成,原來(lái)需要寫24代碼實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在只需5行就可以完成了

          高高興興寫完需求這時(shí)候又有新需求了,新需求如下:

          對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢到的菜肴根據(jù)菜肴種類進(jìn)行分類,返回一個(gè)Map>的結(jié)果

          這要是放在jdk8之前肯定會(huì)頭皮發(fā)麻。

          Java8以前的實(shí)現(xiàn)方式

          private static Map> beforeJdk8(List dishList) {    Map> result = new HashMap<>();
          for (Dish dish : dishList) { //不存在則初始化 if (result.get(dish.getType())==null) { List dishes = new ArrayList<>(); dishes.add(dish); result.put(dish.getType(), dishes); } else { //存在則追加 result.get(dish.getType()).add(dish); } }
          return result;}

          還好jdk8有Stream,再也不用擔(dān)心復(fù)雜集合處理需求。

          Java8以后的實(shí)現(xiàn)方式

          private static MapList> afterJdk8(List dishList) {    return dishList.stream().collect(groupingBy(Dish::getType));}

          又是一行代碼解決了需求,忍不住大喊Stream API牛批 看到流的強(qiáng)大功能了吧,接下來(lái)將詳細(xì)介紹流。

          什么是流




          流是從支持?jǐn)?shù)據(jù)處理操作的源生成的元素序列,源可以是數(shù)組、文件、集合、函數(shù)。流不是集合元素,它不是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不保存數(shù)據(jù),它的主要目的在于計(jì)算。

          如何生成流




          生成流的方式主要有五種。

          1.通過(guò)集合生成,應(yīng)用中最常用的一種

          List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);Stream<Integer> stream = integerList.stream();

          通過(guò)集合的stream方法生成流。

          2.通過(guò)數(shù)組生成

          int[] intArr = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};IntStream stream = Arrays.stream(intArr);

          通過(guò)Arrays.stream方法生成流,并且該方法生成的流是數(shù)值流【即IntStream】而不是Stream。補(bǔ)充一點(diǎn)使用數(shù)值流可以避免計(jì)算過(guò)程中拆箱裝箱,提高性能。

          Stream API提供了mapToInt、mapToDouble、mapToLong三種方式將對(duì)象流【即Stream】轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)值流,同時(shí)提供了boxed方法將數(shù)值流轉(zhuǎn)換為對(duì)象流。

          3.通過(guò)值生成

          Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);

          通過(guò)Stream的of方法生成流,通過(guò)Stream的empty方法可以生成一個(gè)空流

          4.通過(guò)文件生成

          Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("data.txt"), Charset.defaultCharset())

          通過(guò)Files.line方法得到一個(gè)流,并且得到的每個(gè)流是給定文件中的一行

          5.通過(guò)函數(shù)生成 提供了iterate和generate兩個(gè)靜態(tài)方法從函數(shù)中生成流

          iterator

          Stream stream = Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(5);

          iterate方法接受兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)為初始化值,第二個(gè)為進(jìn)行的函數(shù)操作,因?yàn)閕terator生成的流為無(wú)限流,通過(guò)limit方法對(duì)流進(jìn)行了截?cái)?,只生?個(gè)偶數(shù)

          generator

          Stream stream = Stream.generate(Math::random).limit(5);

          generate方法接受一個(gè)參數(shù),方法參數(shù)類型為Supplier,由它為流提供值。generate生成的流也是無(wú)限流,因此通過(guò)limit對(duì)流進(jìn)行了截?cái)唷?/span>

          流的操作類型




          流的操作類型主要分為兩種。

          1.中間操作

          一個(gè)流可以后面跟隨零個(gè)或多個(gè)中間操作。其目的主要是打開流,做出某種程度的數(shù)據(jù)映射/過(guò)濾,然后返回一個(gè)新的流,交給下一個(gè)操作使用。這類操作都是惰性化的,僅僅調(diào)用到這類方法,并沒有真正開始流的遍歷,真正的遍歷需等到終端操作時(shí),常見的中間操作有下面即將介紹的filter、map等。

          2.終端操作

          一個(gè)流有且只能有一個(gè)終端操作,當(dāng)這個(gè)操作執(zhí)行后,流就被關(guān)閉了,無(wú)法再被操作,因此一個(gè)流只能被遍歷一次,若想在遍歷需要通過(guò)源數(shù)據(jù)在生成流。終端操作的執(zhí)行,才會(huì)真正開始流的遍歷。如下面即將介紹的count、collect等。

          流的使用




          流的使用將分為終端操作和中間操作進(jìn)行介紹。

          中間操作

          filter篩選

           List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5); Stream<Integer> stream = integerList.stream().filter(i -> i > 3);

          通過(guò)使用filter方法進(jìn)行條件篩選,filter的方法參數(shù)為一個(gè)條件

          distinct去除重復(fù)元素

          List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5);Stream<Integer> stream = integerList.stream().distinct();

          通過(guò)distinct方法快速去除重復(fù)的元素

          limit返回指定流個(gè)數(shù)

           List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5); Stream<Integer> stream = integerList.stream().limit(3);

          通過(guò)limit方法指定返回流的個(gè)數(shù),limit的參數(shù)值必須>=0,否則將會(huì)拋出異常

          skip跳過(guò)流中的元素

           List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 1, 2, 3, 4, 5); Stream<Integer> stream = integerList.stream().skip(2);

          通過(guò)skip方法跳過(guò)流中的元素,上述例子跳過(guò)前兩個(gè)元素,所以打印結(jié)果為2,3,4,5,skip的參數(shù)值必須>=0,否則將會(huì)拋出異常

          map流映射

          所謂流映射就是將接受的元素映射成另外一個(gè)元素。

          List<String> stringList = Arrays.asList("Java 8", "Lambdas",  "In", "Action");Stream stream = stringList.stream().map(String::length);

          通過(guò)map方法可以完成映射,該例子完成中String -> Integer的映射,之前上面的例子通過(guò)map方法完成了Dish->String的映射。

          flatMap流轉(zhuǎn)換

          將一個(gè)流中的每個(gè)值都轉(zhuǎn)換為另一個(gè)流。

          List wordList = Arrays.asList("Hello", "World");List strList = wordList.stream()        .map(w -> w.split(" "))        .flatMap(Arrays::stream)        .distinct()        .collect(Collectors.toList());

          map(w -> w.split(" "))的返回值為Stream,我們想獲取Stream,可以通過(guò)flatMap方法完成Stream?->Stream的轉(zhuǎn)換

          元素匹配

          提供了三種匹配方式。

          1.allMatch匹配所有

          List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);if (integerList.stream().allMatch(i -> i > 3)) {    System.out.println("值都大于3");}

          通過(guò)allMatch方法實(shí)現(xiàn)。

          2.anyMatch匹配其中一個(gè)

          List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);if (integerList.stream().anyMatch(i -> i > 3)) {    System.out.println("存在大于3的值");}

          等同于:

          for (Integer i : integerList) {    if (i > 3) {        System.out.println("存在大于3的值");        break;    }}

          存在大于3的值則打印,java8中通過(guò)anyMatch方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

          3.noneMatch全部不匹配

          List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);if (integerList.stream().noneMatch(i -> i > 3)) {    System.out.println("值都小于3");}

          通過(guò)noneMatch方法實(shí)現(xiàn)。

          終端操作

          統(tǒng)計(jì)流中元素個(gè)數(shù)

          1.通過(guò)count

          List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);Long result = integerList.stream().count();

          通過(guò)使用count方法統(tǒng)計(jì)出流中元素個(gè)數(shù)。

          2.通過(guò)counting

          List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);Long result = integerList.stream().collect(counting());

          最后一種統(tǒng)計(jì)元素個(gè)數(shù)的方法在與collect聯(lián)合使用的時(shí)候特別有用。

          查找

          提供了兩種查找方式。

          1.findFirst查找第一個(gè)

          List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);Optional<Integer> result = integerList.stream().filter(i -> i > 3).findFirst();

          通過(guò)findFirst方法查找到第一個(gè)大于三的元素并打印。

          2.findAny隨機(jī)查找一個(gè)

          List<Integer> integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);Optional<Integer> result = integerList.stream().filter(i -> i > 3).findAny();

          通過(guò)findAny方法查找到其中一個(gè)大于三的元素并打印,因?yàn)閮?nèi)部進(jìn)行優(yōu)化的原因,當(dāng)找到第一個(gè)滿足大于三的元素時(shí)就結(jié)束,該方法結(jié)果和findFirst方法結(jié)果一樣。提供findAny方法是為了更好的利用并行流,findFirst方法在并行上限制更多【本篇文章將不介紹并行流】。

          reduce將流中的元素組合起來(lái)

          假設(shè)我們對(duì)一個(gè)集合中的值進(jìn)行求和

          jdk8之前

          int sum = 0;for (int i : integerList) {sum += i;}

          jdk8之后通過(guò)reduce進(jìn)行處理

          int sum = integerList.stream().reduce(0, (a, b) -> (a + b));

          一行就可以完成,還可以使用方法引用簡(jiǎn)寫成:

          int sum = integerList.stream().reduce(0, Integer::sum);

          reduce接受兩個(gè)參數(shù),一個(gè)初始值這里是0,一個(gè)BinaryOperator accumulator來(lái)將兩個(gè)元素結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生一個(gè)新值,

          另外reduce方法還有一個(gè)沒有初始化值的重載方法。

          獲取流中最小最大值

          通過(guò)min/max獲取最小最大值

          Optional<Integer> min = menu.stream().map(Dish::getCalories).min(Integer::compareTo);Optional<Integer> max = menu.stream().map(Dish::getCalories).max(Integer::compareTo);

          也可以寫成:

          OptionalInt min = menu.stream().mapToInt(Dish::getCalories).min();OptionalInt max = menu.stream().mapToInt(Dish::getCalories).max();

          min獲取流中最小值,max獲取流中最大值,方法參數(shù)為Comparator comparator。

          通過(guò)minBy/maxBy獲取最小最大值

          Optional min = menu.stream().map(Dish::getCalories).collect(minBy(Integer::compareTo));Optional max = menu.stream().map(Dish::getCalories).collect(maxBy(Integer::compareTo));

          minBy獲取流中最小值,maxBy獲取流中最大值,方法參數(shù)為Comparator comparator。

          通過(guò)reduce獲取最小最大值

          Optional<Integer> min = menu.stream().map(Dish::getCalories).reduce(Integer::min);Optional<Integer> max = menu.stream().map(Dish::getCalories).reduce(Integer::max);

          求和

          通過(guò)summingInt

          int sum = menu.stream().collect(summingInt(Dish::getCalories));

          如果數(shù)據(jù)類型為double、long,則通過(guò)summingDouble、summingLong方法進(jìn)行求和。

          通過(guò)reduce

          int sum = menu.stream().map(Dish::getCalories).reduce(0, Integer::sum);
          通過(guò)sum
          int sum = menu.stream().mapToInt(Dish::getCalories).sum();
          在上面求和、求最大值、最小值的時(shí)候,對(duì)于相同操作有不同的方法可以選擇執(zhí)行。可以選擇collect、reduce、min/max/sum方法,推薦使用min、max、sum方法。因?yàn)樗詈?jiǎn)潔易讀,同時(shí)通過(guò)mapToInt將對(duì)象流轉(zhuǎn)換為數(shù)值流,避免了裝箱和拆箱操作。

          通過(guò)averagingInt求平均值

          double average = menu.stream().collect(averagingInt(Dish::getCalories));

          如果數(shù)據(jù)類型為double、long,則通過(guò)averagingDouble、averagingLong方法進(jìn)行求平均。

          通過(guò)summarizingInt同時(shí)求總和、平均值、最大值、最小值

          IntSummaryStatistics intSummaryStatistics = menu.stream().collect(summarizingInt(Dish::getCalories));double average = intSummaryStatistics.getAverage();  //獲取平均值int min = intSummaryStatistics.getMin();  //獲取最小值int max = intSummaryStatistics.getMax();  //獲取最大值long sum = intSummaryStatistics.getSum();  //獲取總和

          如果數(shù)據(jù)類型為double、long,則通過(guò)summarizingDouble、summarizingLong方法。

          通過(guò)foreach進(jìn)行元素遍歷

          List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);integerList.stream().forEach(System.out::println);
          而在jdk8之前實(shí)現(xiàn)遍歷:
          for (int i : integerList) {    System.out.println(i);}
          jdk8之后遍歷元素來(lái)的更為方便,原來(lái)的for-each直接通過(guò)foreach方法就能實(shí)現(xiàn)了

          返回集合

          List<String> strings = menu.stream().map(Dish::getName).collect(toList());Set<String> sets = menu.stream().map(Dish::getName).collect(toSet());

          只舉例了一部分,還有很多其他方法 jdk8之前

           List<String> stringList = new ArrayList<>();    Set<String> stringSet = new HashSet<>();    for (Dish dish : menu) {        stringList.add(dish.getName());        stringSet.add(dish.getName());}

          通過(guò)遍歷和返回集合的使用發(fā)現(xiàn)流只是把原來(lái)的外部迭代放到了內(nèi)部進(jìn)行,這也是流的主要特點(diǎn)之一。內(nèi)部迭代可以減少好多代碼量

          通過(guò)joining拼接流中的元素

          String result = menu.stream().map(Dish::getName).collect(Collectors.joining(", "));

          默認(rèn)如果不通過(guò)map方法進(jìn)行映射處理拼接的toString方法返回的字符串,joining的方法參數(shù)為元素的分界符,如果不指定生成的字符串將是一串的,可讀性不強(qiáng)。

          進(jìn)階通過(guò)groupingBy進(jìn)行分組

          Map>> result = dishList.stream().collect(groupingBy(Dish::getType));

          在collect方法中傳入groupingBy進(jìn)行分組,其中g(shù)roupingBy的方法參數(shù)為分類函數(shù)。還可以通過(guò)嵌套使用groupingBy進(jìn)行多級(jí)分類。

          Map> result = menu.stream().collect(groupingBy(Dish::getType,        groupingBy(dish -> {            if (dish.getCalories() <= 400) return CaloricLevel.DIET;                else if (dish.getCalories() <= 700) return CaloricLevel.NORMAL;                else return CaloricLevel.FAT;        })));
          進(jìn)階通過(guò)partitioningBy進(jìn)行分區(qū)

          分區(qū)是特殊的分組,它分類依據(jù)是true和false,所以返回的結(jié)果最多可以分為兩組

          Map<Boolean, List> result = menu.stream().collect(partitioningBy(Dish :: isVegetarian))

          等同于

          Map<Boolean, List> result = menu.stream().collect(groupingBy(Dish :: isVegetarian))

          這個(gè)例子可能并不能看出分區(qū)和分類的區(qū)別,甚至覺得分區(qū)根本沒有必要,換個(gè)明顯一點(diǎn)的例子:

          List integerList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);Map<Boolean, List> result = integerList.stream().collect(partitioningBy(i -> i < 3));

          返回值的鍵仍然是布爾類型,但是它的分類是根據(jù)范圍進(jìn)行分類的,分區(qū)比較適合處理根據(jù)范圍進(jìn)行分類。

          總 結(jié)




          通過(guò)使用Stream API可以簡(jiǎn)化代碼,同時(shí)提高了代碼可讀性,趕緊在項(xiàng)目里用起來(lái)。講道理在沒學(xué)Stream API之前,誰(shuí)要是給我在應(yīng)用里寫很多Lambda,Stream API,飛起就想給他一腳。

          我想,我現(xiàn)在可能愛上他了【嘻嘻】。同時(shí)使用的時(shí)候注意不要將聲明式和命令式編程混合使用,前幾天刷segment刷到一條:

          imango老哥說(shuō)的很對(duì),別用聲明式編程的語(yǔ)法干命令式編程的勾當(dāng)

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