StreamAPI

一、简介

Java 8 中的 Stream 是对集合（Collection）对象功能的增强，它专注于对集合对象进行各种非常便利、高效的聚合操作，或者大批量数据操作 。

Stream API 借助于同样新出现的 Lambda 表达式，极大的提高编程效率和程序可读性。

同时它提供串行和并行两种模式进行汇聚操作，并发模式能够充分利用多核处理器的优势，使用 fork/join 并行方式来拆分任务和加速处理过程。

通常编写并行代码很难而且容易出错, 但使用 Stream API 无需编写一行多线程的代码，就可以很方便地写出高性能的并发程序。

（Stream 不是集合元素，它不是数据结构并不保存数据，它是有关算法和计算的，它更像一个高级版本的 Iterator。）

常见Stream Source生成方式

数据和集合获取

1)Collection.stream()

2)Collection.parallelStream()

3)Arrays.stream(T array) or Stream.of()

BufferedReader获取

java.io.BufferedReader.lines()

Stream常用操作

Intermediate：一个流可以后面跟随零个或多个 intermediate 操作。其目的主要是打开流，做出某种程度的数据映射/过滤，然后返回一个新的流，交给下一个操作使用。这类操作都是惰性化的（lazy），就是说，仅仅调用到这类方法，并没有真正开始流的遍历。

Terminal：一个流只能有一个 terminal 操作，当这个操作执行后，流就被使用“光”了，无法再被操作。所以这必定是流的最后一个操作。Terminal 操作的执行，才会真正开始流的遍历，并且会生成一个结果，或者一个 side effect。

Intermediate：

map (mapToInt, flatMap 等)、 filter、 distinct、 sorted、 peek、 limit、 skip、 parallel、 sequential、 unordered

Terminal：

forEach、 forEachOrdered、 toArray、 reduce、 collect、 min、 max、 count、 anyMatch、 allMatch、 noneMatch、 findFirst、 findAny、 iterator

二、Stream使用样例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.Stack;
import java.util.stream.Collector;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.Stream;
import org.junit.Test;
import org.mockito.internal.matchers.CompareTo;

public class StreamTest {

    /**
     * 构造流的几种常见方法
     */
    @Test
    public void createStream() {

        // 通过数组获取Stream
        String[] strs = new String[] { "a", "b", "c" };
        Stream<String> s1 = Stream.of(strs);
        Stream<String> s2 = Arrays.stream(strs);
        Stream<String> s3 = Stream.of("a", "b", "c");
        // 通过集合
        List<String> strLists = Arrays.asList("a", "b", "c");
        Stream<String> s4 = strLists.stream();

        // 需要注意的是，对于基本数值型，目前有三种对应的包装类型 Stream：
        // IntStream、LongStream、DoubleStream。当然我们也可以用 Stream<Integer>、Stream<Long>
        // >、Stream<Double>，
        // 但是 boxing 和 unboxing 会很耗时，所以特别为这三种基本数值型提供了对应的 Stream。
        IntStream.of(new int[] { 1, 2, 3 }).forEach(System.out::println);
        IntStream.range(1, 3).forEach(System.out::println);
        IntStream.rangeClosed(1, 3).forEach(System.out::println);
    }

    /**
     * 流转换为其它数据结构
     */
    @Test
    public void streamToOther() {
        // 转换成Array
        Stream<String> s1 = Stream.of("a", "b", "c");
        String[] strArray = s1.toArray(String[]::new);
        // 转换成Collection
        Stream<String> s2 = Stream.of("a", "b", "c");
        List<String> list1 = s2.collect(Collectors.toList());
        Stream<String> s3 = Stream.of("a", "b", "c");
        List<String> list2 = s3.collect(Collectors.toCollection(ArrayList<String>::new));
        Stream<String> s4 = Stream.of("a", "b", "c", "c");
        Set<String> set1 = s4.collect(Collectors.toSet());
        Stream<String> s5 = Stream.of("a", "b", "c");
        Stack stack1 = s5.collect(Collectors.toCollection(Stack::new));
        // 转换成String
        Stream<String> s6 = Stream.of("a", "b", "c");
        String str = s6.collect(Collectors.joining()).toString();
    }

    /**
     * Stream常用操作
     */
    @Test
    public void streamOperate() {

        // map 转换大写
        Arrays.asList("lucy", "mark", "zhangsan").stream().map(String::toUpperCase)
        .forEach(w -> System.out.println(w));
        // map 求平方
        Arrays.asList(1, 2, 5, 9).stream().map(n -> n * n).forEach(w -> System.out.println(w));

        // flatMap 把 input Stream 中的层级结构扁平化.map是1对1，当有1对多的时候可以用flatMap转换成1对1
        // 下面最终的stream 中只有数字了，flatMap把List打散
        Stream.of(Arrays.asList(1, 2, 3), Arrays.asList(4, 5, 6), Arrays.asList(7, 8, 9))
        .flatMap(s -> s.stream()).forEach(System.out::print);

        // filter 对原始 Stream 进行某项测试，通过测试的元素被留下来生成一个新 Stream。
        // 过滤小于等于3的数据
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).filter(n -> n > 3).forEach(System.out::print);

        // forEach 方法接收一个 Lambda 表达式，然后在 Stream 的每一个元素上执行该表达式
        // forEach 是 terminal 操作.即执行该Stream就被消费掉了，不可以再使用
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).forEach(System.out::print);

        // peek 对每个元素执行操作并返回一个新的 Stream
        Stream.of("one", "two", "three", "four")
         .filter(e -> e.length() > 3)
         .peek(e -> System.out.println("Filtered value: " + e))
         .map(String::toUpperCase)
         .peek(e -> System.out.println("Mapped value: " + e))
         .collect(Collectors.toList());

        //findFirst 它总是返回 Stream 的第一个元素
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).findFirst().ifPresent(System.out::println);

        //这个方法的主要作用是把 Stream 元素组合起来。它提供一个起始值（种子），然后依照运算规则，
        //和前面 Stream 的第一个、第二个、第 n 个元素组合。
        //从这个意义上说，字符串拼接、数值的 sum、min、max、average 都是特殊的 reduce
        //也有没有起始值的情况，这时会把 Stream 的前面两个元素组合起来，返回的是 Optional。
        //求和(有初始值)
        System.out.println(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).reduce(0,(a,b) -> a+b));
        //求和(无初始值)
        System.out.println(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).reduce(Integer::sum).get());
        //拼接字符串
        System.out.println(Stream.of("a","b","c").reduce("",String::concat));
        // 求最小值，minValue = -3.0
        System.out.println(Stream.of(-1.5, 1.0, -3.0, -2.0).reduce(Double.MAX_VALUE, Double::min));

        //limit/skip limit 返回 Stream 的前面 n 个元素；skip 则是扔掉前 n 个元素
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).limit(3).forEach(System.out::println);
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).skip(3).forEach(System.out::println);

        //sorted：对 Stream 的排序通过 sorted 进行，它比数组的排序更强之处在于你可以首先对 Stream
        //进行各类 map、filter、limit、skip
        //甚至 distinct 来减少元素数量后，再排序，这能帮助程序明显缩短执行时间。
        //根据字符串长度排序
        Stream.of("one", "two", "three", "four").sorted((w1,w2) -> w1.length()-w2.length())
        .forEach(System.out::println);

        //Match
        //allMatch：Stream 中全部元素符合传入的 predicate，返回 true
        //anyMatch：Stream 中只要有一个元素符合传入的 predicate，返回 true
        //noneMatch：Stream 中没有一个元素符合传入的 predicate，返回 true
        //它们都不是要遍历全部元素才能返回结果。例如 allMatch 只要一个元素不满足条件，
        //就 skip 剩下的所有元素，返回 false。
        //判断数组里是否有大于9的数据
        System.out.println(Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).allMatch(n -> n>9));

        //java.util.stream.Collectors 类的主要作用就是辅助进行各类有用的 reduction 操作，
        //例如转变输出为 Collection，把 Stream 元素进行归组。
        class Person{
            public Person(String name,int age) {
                this.name = name;
                this.age = age;
            }
            private String name;
            private int age;
            public String getName() {
                return name;
            }

            public void setName(String name) {
                this.name = name;
            }

            public int getAge() {
                return age;
            }

            public void setAge(int age) {
                this.age = age;
            }

            @Override
            public String toString() {
                return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
            }

        }
        // 按年龄分组
        List<Person> persons = Arrays.asList(new Person("1",1),
        new Person("1",1),new Person("1",2),new Person("1",3));
        Map<Integer, List<Person>> personGroup = persons.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge));
        personGroup.keySet().stream().forEach(w -> System.out.println(personGroup.get(w)));
    }

}

参考资料：https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-java8streamapi/