English | 简体中文 | 繁體中文 | Русский язык | Français | Español | Português | Deutsch | 日本語 | 한국어 | Italiano | بالعربية
Java 8 API добавила новую абстракцию под названием Stream, которая позволяет обрабатывать данные в декларативном стиле.
Stream предоставляет высокоуровневое абстрагирование для операций и выражений Java-коллекций, используя интуитивный способ, аналогичный SQL-запросам для извлечения данных из базы данных.
Stream API может значительно повысить продуктивность Java-программистов, позволяя им писать эффективный, чистый и лаконичный код.
Этот стиль рассматривает набор элементов, которые необходимо обработать, как поток, который передается по трубам и может обрабатываться на узлах труб, например, фильтрация, сортировка, агрегация и т.д.
Элементный поток проходит через промежуточную обработку (intermediate operation) в трубах и в конечном итоге получает результат предыдущей обработки от конечной операции (terminal operation).
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+ | поток элементов +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect| +--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
Данный процесс можно преобразовать в Java-код следующим образом:
List<Integer> transactionsIds = widgets.stream() .filter(b -> b.getColor() == RED) .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight()) .mapToInt(Widget::getWeight) .sum();
Stream (поток) — это очередь элементов из источника данных и поддерживает агрегационные операции
Элементная очередь Элементы — это объекты определенного типа, формирующие очередь. В Java потоки не хранят элементы, а вычисляют их по мере необходимости.
Источник данных Источник данных. Это может быть集合, массив, канал ввода-вывода, генератор и т.д.
Агрегационные операции Операции, аналогичные операциям SQL, например filter, map, reduce, find, match, sorted и т.д.
И в отличие от прежних операций Collection, Stream операции имеют две основные особенности:
Трубка: Все промежуточные операции возвращают сам объект потока. Таким образом, несколько операций можно串联ить в одну трубку, как в стиле потоковой обработки (fluent style). Это позволяет оптимизировать операции, например, отложенное выполнение (laziness) и короткое замыкание (short-circuiting).
Внутренняя итерация: Ранее итерация集合 производилась через Iterator или For-Each, явно вне коллекции, что называется внешней итерацией. Stream предоставляет внутреннюю итерацию, реализованную через паттерн посетителя (Visitor).
В Java 8 интерфейс集合 имеет два метода для создания потоков:
stream() − Создание последовательного потока для集合.
parallelStream() − Создание параллельного потока для集合.
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
Stream предоставляет новый метод 'forEach' для итерации каждого элемента потока. Следующий фрагмент кода использует forEach для вывода 10 случайных чисел:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
Метод map используется для отображения каждого элемента на соответствующий результат. В следующем фрагменте кода используется map для вывода квадратов элементов:
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); // Получить соответствующие квадраты List<Integer> squaresList = numbers.stream().map(i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
Метод filter используется для фильтрации элементов по заданным условиям. В следующем фрагменте кода используется метод filter для фильтрации пустых строк:
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); // Получить количество пустых строк long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
Метод limit используется для получения заданного количества потоков. В следующем фрагменте кода используется метод limit для печати 10 данных:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
Метод sorted используется для сортировки потоков. В следующем фрагменте кода используется метод sorted для сортировки 10 случайных чисел:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
parallelStream является заменой для параллельного обработки потоков. В следующем примере мы используем parallelStream для вывода количества пустых строк:
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); // Получить количество пустых строк long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
Мы можем легко переключаться между последовательным выполнением и параллельным.
Класс Collectors реализует множество операций сокращения, таких как преобразование потока в набор и агрегирование элементов. Collectors можно использовать для возврата списка или строки:
List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()); System.out.println("Отфильтрованный список: " + filtered); String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("Сожженные строки: " + mergedString);
Кроме того, некоторые коллекторы, производящие результаты статистики, также очень полезны. Они主要用于 int, double, long и других базовых типах, и они могут использоваться для генерации результатов статистики,类似 таких:
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics(); System.out.println("Максимальное значение в списке: " + stats.getMax()); System.out.println("Минимальное значение в списке: " + stats.getMin()); System.out.println("Сумма всех чисел: " + stats.getSum()); System.out.println("Среднее значение: " + stats.getAverage());
Поместите следующий код в файл Java8Tester.java:
import java.util.ArrayList; import java.util.Arrays; import java.util.IntSummaryStatistics; import java.util.List; import java.util.Random; import java.util.stream.Collectors; import java.util.Map; public class Java8Tester { public static void main(String args[]){ System.out.println("Используя Java 7:"); // Рассчитываем пустые строки List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); System.out.println("Список: " + strings); long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings); System.out.println("Количество пустых символов: " + count); count = getCountLength2UsingJava7(strings); System.out.println("Количество строк длиной 3: " + count); // Удаление пустых строк List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings); System.out.println("Отфильтрованный список: " + filtered); // Удаление пустых строк и объединение их с помощью запятой String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings, ", "); System.out.println("Сожженные строки: " + mergedString); List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5); // Получение квадратов элементов списка List<Integer> squaresList = getSquares(numbers); System.out.println("Список квадратов: " + squaresList); List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19); System.out.println("Список: " + integers); System.out.println("Максимальное значение в списке: " + getMax(integers)); System.out.println("Минимальное значение в списке: " + getMin(integers)); System.out.println("Общая сумма: " + getSum(integers)); System.out.println("Среднее значение: " + getAverage(integers)); System.out.println("Случайные числа: "); // Вывод 10 случайных чисел Random random = new Random(); for(int i=0; i < 10; i++){ System.out.println(random.nextInt()); } System.out.println("Используется Java 8:"); System.out.println("Список: " + strings); count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count(); System.out.println("Количество пустых строк: " + count); count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count(); System.out.println("Количество строк длиной 3: " + count); filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()); System.out.println("Отфильтрованный список: " + filtered); mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")); System.out.println("Сожженные строки: " + mergedString); squaresList = numbers.stream().map(i -> i * i).distinct().collect(Collectors.toList()); System.out.println("Список квадратов: " + squaresList); System.out.println("Список: " + integers); IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics(); System.out.println("Максимальное значение в списке: " + stats.getMax()); System.out.println("Минимальное значение в списке: " + stats.getMin()); System.out.println("Сумма всех чисел: " + stats.getSum()); System.out.println("Среднее значение: " + stats.getAverage()); System.out.println("Случайные числа: "); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println); // Параллельная обработка count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count(); System.out.println("空字符串的数量为: " + count); } private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){ int count = 0; for(String string: strings){ if(string.isEmpty()){ count++; } } return count; } private static int getCountLength2UsingJava7(List<String> strings){ int count = 0; for(String string: strings){ if(string.length() == 3){ count++; } } return count; } private static List<String> deleteEmptyStringsUsingJava7(List<String> strings){ List<String> filteredList = new ArrayList<String>(); for(String string: strings){ if(!string.isEmpty()){ filteredList.add(string); } } return filteredList; } private static String getMergedStringUsingJava7(List<String> strings, String separator){ StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); for(String string: strings){ if(!string.isEmpty()){ stringBuilder.append(string); stringBuilder.append(separator); } } String mergedString = stringBuilder.toString(); return mergedString.substring(0, mergedString.length()-2); } private static List<Integer> getSquares(List<Integer> numbers){ List<Integer> squaresList = new ArrayList<Integer>(); for(Integer number: numbers){ Integer square = new Integer(number.intValue() * number.intValue()); if(!squaresList.contains(square)){ squaresList.add(square); } } return squaresList; } private static int getMax(List<Integer> numbers){ int max = numbers.get(0); for(int i = 1; i < numbers.size(); i++){ Integer number = numbers.get(i); if(number.intValue() > max){ max = number.intValue(); } } return max; } private static int getMin(List<Integer> numbers){ int min = numbers.get(0); for(int i = 1; i < numbers.size(); i++){ Integer number = numbers.get(i); if(number.intValue() < min){ min = number.intValue(); } } return min; } private static int getSum(List numbers){ int sum = (int)(numbers.get(0)); for(int i = 1; i < numbers.size(); i++){ sum += (int)numbers.get(i); } return sum; } private static int getAverage(List<Integer> numbers){ return getSum(numbers) / numbers.size(); } }
Выполнение вышеуказанного скрипта, результат вывода:
$ javac Java8Tester.java $ java Java8Tester Использование Java 7: Список: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl] Количество пустых символов: 2 Количество строк длиной 3: 3 Отфильтрованный список: [abc, bc, efg, abcd, jkl] Слияние строк: abc, bc, efg, abcd, jkl Список квадратов: [9, 4, 49, 25] Список: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19] Максимальное число в списке: 19 Минимальное число в списке: 1 Общее количество чисел: 85 Среднее значение: 9 Случайное число: -393170844 -963842252 447036679 -1043163142 -881079698 221586850 -1101570113 576190039 -1045184578 1647841045 Использование Java 8: Список: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl] Количество пустых строк: 2 Количество строк длиной 3: 3 Отфильтрованный список: [abc, bc, efg, abcd, jkl] Слияние строк: abc, bc, efg, abcd, jkl Список квадратов: [9, 4, 49, 25] Список: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19] Максимальное число в списке: 19 Минимальное число в списке: 1 Общее количество чисел: 85 Среднее значение: 9.444444444444445 Случайное число: -1743813696 -1301974944 -1299484995 -779981186 136544902 555792023 1243315896 1264920849 1472077135 1706423674 Количество пустых строк: 2