转载自   跟我学 Java 8 新特性之 Stream 流(二)关键知识点

我们的第一篇文章,主要是通过一个Demo,让大家体验了一下使用流API的那种酣畅淋漓的感觉。如果你没有实践,我还是再次呼吁你动手敲一敲,自己实实在跑一遍上一篇的Demo。

相信你的感受和理解也会随之加深的。继续探索流API的高级功能之前,我们先从接口级别全面了解一下流API,这个对于我们来说是至关重要的。接下来,我给大家准备了一张流API关键知识点的UML图。但是大家只需要花一两分钟,整理看一下就可以了,不需要记住,先有个印象,后面我给大家讲解一些关键的方法:

流API UML

跟我学 Java 8 新特性之 Stream 流(二)关键知识点-LMLPHP

我先整体介绍一下:流API定义的几个接口,都是在java.util.stream包中的.其中上图中的BaseStream接口是最基础的接口,它提供了所有流都可以使用的基本功能:

public interface BaseStream<T, S extends BaseStream<T, S>> extends AutoCloseable {

//....先忽略这些具体的细节

}

由这个接口的定义我们得知,BaseStream是一个泛型接口,它有两个类型参数T和S, 其中T指定了流中的元素的类型,并且由 <S extends BaseStream<T,S>>可以知道S必须为BaseStream或BaseStream子类(换句话说,就是S必须是扩展自BaseStream的)。BaseStream继承了AutoCloseable接口。

这个接口主要是简化了关闭资源的操作。但是像平时我们操作的集合或数组,基本上都不会出现关闭流的情况。

//由BaseStream接口派生出的流接口包括IntStream ,LongStream,DoubleStream ,Stream<T>
public interface IntStream extends BaseStream<Integer, IntStream> {

}
public interface LongStream extends BaseStream<Long, LongStream> {
}

public interface DoubleStream extends BaseStream<Double, DoubleStream> {

}

//这是最具代表性的接口
public interface Stream<T> extends BaseStream<T, Stream<T>> {
//....先忽略这些具体的细节
}

由于Stream接口是最具代表性的,所以我们就选择它来讲解,其实在我们学完Stream接口,其它的三个接口,在使用上基本是一致的了,我们上一篇的Demo基本上也是使用Stream接口来做的练习。

我们回想一下:在上一个Demo中我们通过集合框架的stream()方法,就能返回一个流了,它的返回类型就是Stream,比如我们Stream,由此得知,Stream接口里的类型参数T就是流中的元素的类型。木有错,就是这样滴。到这里,整个系列你们已经全部学会了,下课。

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战斗才刚刚开始!

 

跟我学 Java 8 新特性之 Stream 流(二)关键知识点-LMLPHP

现在是时候开始记忆一些知识了.

BaseStream详解:

public interface BaseStream<T, S extends BaseStream<T, S>> extends AutoCloseable {

    Iterator<T> iterator();//line2

    Spliterator<T> spliterator();//line3

    boolean isParallel();//line4

    S sequential();//line5

    S parallel();//line6

    S unordered();//line7

    S onClose(Runnable closeHandler);//line8

    @Override

    void close();//line10

}
  • Iterator iterator(); //line2 获得流的迭代器,并返回对该迭代器的引用(终端操作)

  • Spliterator spliterator(); //line3 获取流的spliterator,并返回其引用(终端操作)

  • boolean isParallel(); //line4 如果调用流是一个并行流,则返回true;如果调用流是一个顺序流,则返回false。

  • S sequential(); //line5 基于调用流,返回一个顺序流。如果调用流已经是顺序流了,就返回该流。(中间操作)

  • S parallel(); //line6 基于调用流,返回一个并行流。如果调用流已经是并行流了,就返回该流。(中间操作)

  • S unordered(); //line7 基于调用流,返回一个无序流。如果调用流已经是无序流了,就返回该流。(中间操作)

  • S onClose(Runnable closeHandler); //line8 返回一个新流,closeHandler指定了该流的关闭处理程序,当关闭该流时,将调用这个处理程序。(中间操作)

  • void close(); //line10 从AutoCloseable继承来的,调用注册关闭处理程序,关闭调用流(很少会被使用到)

"终端操作"&"中间操作"

细心的同学应该注意到了,BaseStream接口里面的很多方法都在最后标识了(终端操作)和(中间操作),它们之间的区别是非常重要的。

  • 终端操作 会消费流,这种操作会产生一个结果的,比如上面的 iterator()和 spliterator(),以及上一篇中提到的min()和max(),或者是执行某一种操作,比如上一篇的forEach(),如果一个流被消费过了,那它就不能被重用的。

  • 中间操作 中间操作会产生另一个流。因此中间操作可以用来创建执行一系列动作的管道。一个特别需要注意的点是:中间操作不是立即发生的。相反,当在中间操作创建的新流上执行完终端操作后,中间操作指定的操作才会发生。所以中间操作是延迟发生的,中间操作的延迟行为主要是让流API能够更加高效地执行。

"中间操作"的状态

流的中间操作,可以为分 无状态操作有状态操作两种,在无状态操作中,在处理流中的元素时,会对当前的元素进行单独处理。比如:谓词过滤操作,因为每个元素都是被单独进行处理的,所有它和流中的其它元素无关,因此被称为无状态操作;而在有状态操作中,某个元素的处理可能依赖于其他元素。比如查找最小值,最大值,和排序,因为他们都依赖于其他的元素。因此为称为有状态操作。 

当需要进行并行处理流时,有状态的操作和无状态的区别是非常重要的,因为有状态操作可能需要几次处理才能完成,后面的文章我将会给大家详细地讲,现在只需要正常学习下去就可以了

另外,指出一点,如果大家了解泛型的话,应该知道,泛型的类型参数只能是引用类型,因此Stream操作的对象只能是引用类型的,不能用于基本类型。当然官方早已考虑到这一点了,前面你们看到的IntStream,LongStream,DoubleStream就是官方给我们提供的处理基本类型的流了。此处是不是应该给他们掌声!

Stream详解

在有了前面的那些知识作铺垫之后,学Stream接口应该会顺风顺水了。还是先看看Stream的详情先:

public interface Stream<T> extends BaseStream<T, Stream<T>> {

   Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate);//line2

   <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper);//line3

   IntStream mapToInt(ToIntFunction<? super T> mapper);//line4

   LongStream mapToLong(ToLongFunction<? super T> mapper);

   DoubleStream mapToDouble(ToDoubleFunction<? super T> mapper);

   <R> Stream<R> flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper);

   IntStream flatMapToInt(Function<? super T, ? extends IntStream> mapper);

   LongStream flatMapToLong(Function<? super T, ? extends LongStream> mapper);

   DoubleStream flatMapToDouble(Function<? super T, ? extends DoubleStream> mapper);

   Stream<T> distinct();

   Stream<T> sorted();//line12

   Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator);//line13

   Stream<T> peek(Consumer<? super T> action);

   Stream<T> limit(long maxSize);

   Stream<T> skip(long n);

   void forEach(Consumer<? super T> action);//line17

   void forEachOrdered(Consumer<? super T> action);//line18

   Object[] toArray();

   <A> A[] toArray(IntFunction<A[]> generator);

   T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);

   Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);

   <U> U reduce(U identity,

                BiFunction<U, ? super T, U> accumulator,

                BinaryOperator<U> combiner);

   <R> R collect(Supplier<R> supplier,

                 BiConsumer<R, ? super T> accumulator,

                 BiConsumer<R, R> combiner);

   <R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);

   Optional<T> min(Comparator<? super T> comparator);//line30

   Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator);//line31

   long count();

   boolean anyMatch(Predicate<? super T> predicate);

   boolean allMatch(Predicate<? super T> predicate);

   boolean noneMatch(Predicate<? super T> predicate);

   Optional<T> findFirst();

   Optional<T> findAny();



   // Static factories

   public static<T> Builder<T> builder() {

       return new Streams.StreamBuilderImpl<>()
   }


   public static<T> Stream<T> empty() {

       return StreamSupport.stream(Spliterators.<T>emptySpliterator(), false);
   }


   public static<T> Stream<T> of(T t) {

       return StreamSupport.stream(new Streams.StreamBuilderImpl<>(t), false);
   }


   @SafeVarargs

   @SuppressWarnings("varargs") // Creating a stream from an array is safe

   public static<T> Stream<T> of(T... values) {

       return Arrays.stream(values);
   }

   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);

   }

   public static <T> Stream<T> concat(Stream<? extends T> a, Stream<? extends T> b) {

       Objects.requireNonNull(a);

       Objects.requireNonNull(b);

       @SuppressWarnings("unchecked")

       Spliterator<T> split = new Streams.ConcatSpliterator.OfRef<>(
               (Spliterator<T>) a.spliterator(), (Spliterator<T>) b.spliterator());

       Stream<T> stream = StreamSupport.stream(split, a.isParallel() || b.isParallel());
       return stream.onClose(Streams.composedClose(a, b));
   }
}
  • Stream filter(Predicate predicate); //line2 产生一个新流,其中包含调用流中满足predicate指定的谓词元素(中间操作)

  • Stream map(Function mapper); //line3 产生一个新流,对调用流中的元素应用mapper,新流中包含这些元素。(中间操作)

  • IntStream mapToInt(ToIntFunction mapper); //line4 对调用流中元素应用mapper,产生包含这些元素的一个新IntStream流。(中间操作)

  • Stream sorted(); //line12

  • Stream sorted(Comparator comparator); //line13` 产生一个自然顺序排序或者指定排序条件的新流(中间操作)

  • void forEach(Consumer action); //line17

  • void forEachOrdered(Consumer action); //line18 遍历了流中的元素(终端操作)

  • Optional min(Comparator comparator) //line30

  • Optional max(Comparator comparator); //line31 获得流中最大最小值,比较器可以由自己定义,也可以使用JDK提供的(终端操作)

小结一下

这一篇主要是介绍了流API的一些关键方法,和一些关键的概念,虽然稍微枯燥了一点,但是,不能否认,全面地学习流API,会让你对流API的认识会更加的深刻,所以如果时间允许,请再认真读读这一篇文章吧,当然,也可以在实践中慢慢认识它们,但是,对于这些基本概念的知识,你越早掌握,对你的益处是更加大的。

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