JDK8中stream常用方法操作大全_Java

前言

jdk 1.8 引入的 stream api 是 java 函数式编程的核心特性之一，它提供了一种高效、声明式的方式来处理集合数据（如 list、set 等），支持链式操作、并行处理和惰性求值。

什么是 stream？

stream 不是数据结构，不存储元素，而是对数据源（如集合、数组）进行计算的一系列操作（操作数据的管道）。
不可变：不会修改原始数据源。
惰性求值（lazy evaluation）：中间操作（如 filter、map）不会立即执行，只有遇到终端操作（如 collect、foreach）才会触发整个流水线。
可并行处理（parallelstream）：提高大数据处理效率

stream api 的基本概念

数据源：可以是任何实现了 collection 接口的数据结构，或者是数组、迭代器等。
中间操作：一系列按需惰性处理数据的管道操作，如过滤、映射、排序等。
终止操作：执行计算并返回结果的操作，如收集、聚合等。一旦执行了终止操作，流就会被消费掉，不能再被重复使用。

中间操作

中间操作可以链接起来形成流水线，常见的中间操作有：

filter(predicate)：过滤元素
map(function)：映射转换
flatmap(function)：扁平化映射（将流中的每个元素转为流，再合并）
distinct()：去重
sorted() / sorted(comparator)：排序
peek(consumer)：调试用，对每个元素执行操作但不改变流
limit(long)：截取前 n 个
skip(long)：跳过前 n 个

public static void main(string[] args) {
    list<string> list = arrays.aslist("apple", "banana", "orange", "avocado","apple");
    // 过滤
    list<string> list1 = list.stream()
            .filter(s -> s.startswith("a"))
            .filter(s -> s.length() > 5).collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list1);//[avocado]
    // 映射
    // 将字符串映射为对应的长度
    list<integer> list2 = list.stream().map(string::length).collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list2);//[5, 6, 6, 7, 5]
    // 将字符串映射为大写
    list<string> list3 = list.stream().map(string::touppercase).collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list3);//[apple, banana, orange, avocado, apple]
    // 映射为指定字符串
    list<string> list4 = list.stream().map(item->item+"z").collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list4);//[applez, bananaz, orangez, avocadoz, applez]
    // 去重
    list<string> list5 = list.stream().distinct().collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list5);//[apple, banana, orange, avocado]
    // 排序
    list<string> list6 = list.stream().sorted().collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list6);//[apple, apple, avocado, banana, orange]
    list<string> list7 = list.stream()
            .sorted((s1, s2) -> s2.compareto(s1)).collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list7);//[orange, banana, avocado, apple, apple]
    // 限制和跳过
    // 取前3个
    list<string> list8 = list.stream()
            .limit(3).collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list8);//[apple, banana, orange]
    // 跳过第1个
    list<string> list9 = list.stream()
            .skip(1).collect(collectors.tolist());
    system.out.println(list9);//[banana, orange, avocado, apple]
}

终止操作

终止操作会触发流的执行，并且返回结果。常见的终止操作包括：

foreach(consumer)：遍历
collect(collector)：聚合成集合、字符串等（最常用）
reduce(binaryoperator)：归约（如求和、拼接）
count()：元素个数
min() / max(comparator)：最值
anymatch(predicate) / allmatch / nonematch：匹配检查
findfirst() / findany()：查找元素（optional）

public static void main(string[] args) {
    list<string> list = arrays.aslist("a", "b", "c", "a");
    // 遍历
    list.stream().foreach(system.out::println);
    // 转换为数组
    string[] array = list.stream().toarray(string[]::new);
    system.out.println(array);//["a", "b", "c", "a"]
    // 聚合操作
    optional<string> first = list.stream().findfirst();
    system.out.println(first.get());//a
    // 检查列表中是否存在以字母"a"开头的字符串
    boolean anymatch = list.stream().anymatch(s -> s.startswith("a"));
    system.out.println(anymatch);//true
    // 检查列表中所有字符串的长度是否都等于1
    boolean allmatch = list.stream().allmatch(s -> s.length() == 1);
    system.out.println(allmatch);//true
    // 检查列表中是否没有任何空字符串
    boolean nonematch = list.stream().nonematch(s -> s.isempty());
    system.out.println(nonematch);//true
    // 计数
    long count = list.stream().count();
    system.out.println(count);//4
    list<integer> list2 = arrays.aslist(4,5,6,7);
    // 最值
    // 获取最大值
    integer max = list2.stream().max(integer::compareto).orelse(0);
    system.out.println("最大值: " + max);//最大值: 7
    int max2 = list2.stream().maptoint(integer::intvalue).max().orelse(0);
    system.out.println("最大值: " + max2);//最大值: 7
    // 获取最小值
    integer min = list2.stream().min(integer::compareto).orelse(0);
    system.out.println("最小值: " + min);//最小值: 4
    int min2 = list2.stream().maptoint(integer::intvalue).min().orelse(0);
    system.out.println("最小值: " + min2);//最小值: 4
    // 平均值
    double avg = list2.stream().maptoint(integer::intvalue).average().orelse(0.0);
    system.out.println("平均数: " + avg);//平均数: 5.5
    //求和
    int sum = list2.stream().maptoint(integer::intvalue).sum();
    system.out.println("累计总和: " + sum);//累计总和: 22
    // 或者使用reduce方法计算总和
    integer sum2 = list2.stream().reduce(integer::sum).orelse(0);
    system.out.println("使用reduce计算总和: " + sum2);//使用reduce计算总和: 22
    //orelse()方法，主要作用是提供默认值。
    list<integer> list3 = new arraylist<>();
    integer max3 = list3.stream().max(integer::compareto).orelse(999);
    system.out.println("最大值: " + max3);//最大值: 999
    intsummarystatistics stats = list2.stream()
            .collect(collectors.summarizingint(integer::intvalue));
    system.out.println("计数: " + stats.getcount());      // 计数: 4
    system.out.println("总和: " + stats.getsum());        // 总和: 22
    system.out.println("平均值: " + stats.getaverage());  // 平均值: 5.5
    system.out.println("最大值: " + stats.getmax());      // 最大值: 7
    system.out.println("最小值: " + stats.getmin());      // 最小值: 4
}

集合元素为类的处理

public static void main(string[] args) {
    list<person> person = arrays.aslist(
            new person("john", 25, "北京"),
            new person("jane", 30, "深圳"),
            new person("bob", 30, "上海"),
            new person("mike", 20, "深圳"),
            new person("lucy", 20, "深圳")
    );
    //tomap
    map<string, person> personmap = person.stream().collect(collectors.tomap(person::getname, item -> item));
    system.out.println(json.tojsonstring(personmap));//{"mike":{"age":20,"city":"深圳","name":"mike"},"bob":{"age":30,"city":"上海","name":"bob"},"john":{"age":25,"city":"北京","name":"john"},"lucy":{"age":20,"city":"深圳","name":"lucy"},"jane":{"age":30,"city":"深圳","name":"jane"}}
    //处理key值冲突，当有冲突时保留上一个
    map<integer, person> personmap2 = person.stream().collect(collectors.tomap(person::getage, item -> item, (k1, k2) -> k1));
    system.out.println(json.tojsonstring(personmap2));//{20:{"age":20,"city":"深圳","name":"mike"},25:{"age":25,"city":"北京","name":"john"},30:{"age":30,"city":"深圳","name":"jane"}}
    //分组
    map<string, list<person>> groupingmap = person.stream()
            .collect(collectors.groupingby(person::getcity));
    system.out.println(json.tojsonstring(groupingmap));//{"上海":[{"age":30,"city":"上海","name":"bob"}],"深圳":[{"age":30,"city":"深圳","name":"jane"},{"age":20,"city":"深圳","name":"mike"},{"age":20,"city":"深圳","name":"lucy"}],"北京":[{"age":25,"city":"北京","name":"john"}]}
    // 多级分组
    map<string, map<integer, list<person>>> multigroupingmap = person.stream()
            .collect(collectors.groupingby(
                    person::getcity,
                    collectors.groupingby(person::getage)
            ));
    system.out.println(json.tojsonstring(multigroupingmap));//{"上海":{30:[{"age":30,"city":"上海","name":"bob"}]},"深圳":{20:[{"age":20,"city":"深圳","name":"mike"},{"age":20,"city":"深圳","name":"lucy"}],30:[{"age":30,"city":"深圳","name":"jane"}]},"北京":{25:[{"age":25,"city":"北京","name":"john"}]}}
    // 分区（分成true/false两组）
    map<boolean, list<person>> partition = person.stream()
            .collect(collectors.partitioningby(p -> p.getage() > 25));
    system.out.println(json.tojsonstring(partition));//{false:[{"age":25,"city":"北京","name":"john"},{"age":20,"city":"深圳","name":"mike"},{"age":20,"city":"深圳","name":"lucy"}],true:[{"age":30,"city":"深圳","name":"jane"},{"age":30,"city":"上海","name":"bob"}]}
}
// 静态内部类
static class person {
    private string name;
    private integer age;
    private string city;
    public person(string name, integer age, string city) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.city = city;
    }
    public string getname() { return name; }
    public integer getage() { return age; }
    public string getcity() { return city; }
    @override
    public string tostring() {
        return "person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", city='" + city + '\'' +
                '}';
    }
}

并行流

public static void main(string[] args) {
    list<person> list = new arraylist<>();
    for (int i = 0; i < 50000; i++) {
        int j = i % 30;
        person person = new person("用户"+i, j, "test"+i);
        list.add(person);
    }
    long starttime = system.currenttimemillis();
    list<person> test1 = list.stream().filter(item -> item.getage() > 20).map(item -> {
        item.setage(item.getage() * 2);
        return item;
    }).collect(collectors.tolist());
    long endtime = system.currenttimemillis();
    system.out.println("执行时间: " + (endtime - starttime) + " 毫秒");//执行时间: 63 毫秒
    long starttime2 = system.currenttimemillis();
    list<person> test2 = list.parallelstream().filter(item -> item.getage() > 20).map(item -> {
        item.setage(item.getage() * 2);
        return item;
    }).collect(collectors.tolist());
    long endtime2 = system.currenttimemillis();
    system.out.println("执行时间: " + (endtime2 - starttime2) + " 毫秒");//执行时间: 19 毫秒
}
// 静态内部类
static class person {
    private string name;
    private integer age;
    private string city;
    public person(string name, integer age, string city) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.city = city;
    }
    public string getname() { return name; }
    public integer getage() { return age; }
    public string getcity() { return city; }
    public void setname(string name) {
        this.name = name;
    }
    public void setage(integer age) {
        this.age = age;
    }
    public void setcity(string city) {
        this.city = city;
    }
    @override
    public string tostring() {
        return "person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", city='" + city + '\'' +
                '}';
    }
}

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