JavaStream流式编程常见的坑有哪些
本篇内容介绍了“Java Stream流式编程常见的坑有哪些”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!
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1. Stream是什么?
Stream是Java8新增的一个接口,允许以声明性方式处理数据集合。Stream不是一个集合类型不保存数据,可以把它看作是遍历数据集合的高级迭代器(Iterator)。
Stream操作可以像Builder一样逐步叠加,形成一条流水线。流水线一般由数据源+零或者多个中间操作+一个终端操作所构成。中间操作可以将流转换成另外一个流,比如使用filter过滤元素,使用map映射提取值。
Stream与lambda表达式密不可分,本文默认你已经掌握了lambda基础知识。
2. Stream的特点
只能遍历(消费)一次。Stream实例只能遍历一次,终端操作后一次遍历就结束,再次遍历需要重新生成实例,这一点类似于Iterator迭代器。
保护数据源。对Stream中任何元素的修改都不会导致数据源被修改,比如过滤删除流中的一个元素,再次遍历该数据源依然可以获取该元素。
懒。filter, map 操作串联起来形成一系列中间运算,如果没有一个终端操作(如collect)这些中间运算永远也不会被执行。
3. 创建Stream实例的方法
(1)使用指定值创建Stream实例
// of为Stream的静态方法 StreamstrStream = Stream.of("hello", "java8", "stream"); // 或者使用基本类型流 IntStream intStream = IntStream.of(1, 2, 3); 复制代码
(2)使用集合创建Stream实例(常用方式)
// 使用guava库,初始化一个不可变的list对象 ImmutableListintegers = ImmutableList.of(1, 2, 3); // List接口继承Collection接口,java8在Collection接口中添加了stream方法 Stream stream = integers.stream(); 复制代码
(3)使用数组创建Stream实例
// 初始化一个数组 Integer[] array = {1, 2, 3}; // 使用Arrays的静态方法stream Streamstream = Arrays.stream(array); 复制代码
(4)使用生成器创建Stream实例
// 随机生成100个整数 Random random = new Random(); // 加上limit否则就是无限流了 Streamstream = Stream.generate(random::nextInt).limit(100); 复制代码
(5)使用迭代器创建Stream实例
// 生成100个奇数,加上limit否则就是无限流了 Streamstream = Stream.iterate(1, n -> n + 2).limit(100); stream.forEach(System.out::println); 复制代码
(6)使用IO接口创建Stream实例
// 获取指定路径下文件信息,list方法返回Stream类型 StreampathStream = Files.list(Paths.get("/")); 复制代码
4. Stream常用操作
Stream接口中定义了很多操作,大致可以分为两大类,一类是中间操作,另一类是终端操作;
(1)中间操作
中间操作会返回另外一个流,多个中间操作可以连接起来形成一个查询。
中间操作有惰性,如果流上没有一个终端操作,那么中间操作是不会做任何处理的。
下面介绍常用的中间操作:
map操作
map是将输入流中每一个元素映射为另一个元素形成输出流。
// 初始化一个不可变字符串 Listwords = ImmutableList.of("hello", "java8", "stream"); // 计算列表中每个单词的长度 List list = words.stream() .map(String::length) .collect(Collectors.toList()); // output: 5 5 6 list.forEach(System.out::println); 复制代码
flatMap操作
Listlist1 = words.stream() .map(word -> word.split("-")) .collect(Collectors.toList()); // output: [Ljava.lang.String;@59f95c5d, // [Ljava.lang.String;@5ccd43c2 list1.forEach(System.out::println); 复制代码
哪里?你预期是List, 返回却是List
这个时候你可以想到要将数组转成stream, 于是有了第二个版本
Stream> arrStream = words.stream() .map(word -> word.split("-")) .map(Arrays::stream); // output: java.util.stream.ReferencePipeline$Head@2c13da15, // java.util.stream.ReferencePipeline$Head@77556fd arrStream.forEach(System.out::println); 复制代码
还是不对,这个问题使用flatMap扁平流可以解决,flatMap将流中每个元素取出来转成另外一个输出流
StreamstrStream = words.stream() .map(word -> word.split("-")) .flatMap(Arrays::stream) .distinct(); // output: hello java8 stream strStream.forEach(System.out::println); 复制代码
filter操作
filter接收Predicate对象,按条件过滤,符合条件的元素生成另外一个流。
// 过滤出单词长度大于5的单词,并打印出来 Listwords = ImmutableList.of("hello", "java8", "hello", "stream"); words.stream() .filter(word -> word.length() > 5) .collect(Collectors.toList()) .forEach(System.out::println); // output: stream 复制代码
(2)终端操作
终端操作将stream流转成具体的返回值,比如List,Integer等。常见的终端操作有:foreach, min, max, count等。
foreach很常见了,下面举一个max的例子。
// 找出最大的值 Listintegers = Arrays.asList(6, 20, 19); integers.stream() .max(Integer::compareTo) .ifPresent(System.out::println); // output: 20 复制代码
5. 实战:使用Stream重构老代码
假如有一个需求:过滤出年龄大于20岁并且分数大于95的学生。
使用for循环写法:
private ListgetStudents() { Student s1 = new Student("xiaoli", 18, 95); Student s2 = new Student("xiaoming", 21, 100); Student s3 = new Student("xiaohua", 19, 98); List studentList = Lists.newArrayList(); studentList.add(s1); studentList.add(s2); studentList.add(s3); return studentList; } public void refactorBefore() { List studentList = getStudents(); // 使用临时list List resultList = Lists.newArrayList(); for (Student s : studentList) { if (s.getAge() > 20 && s.getScore() > 95) { resultList.add(s); } } // output: Student{name=xiaoming, age=21, score=100} resultList.forEach(System.out::println); } 复制代码
使用for循环会初始化一个临时list用来存放最终的结果,整体看起来不够优雅和简洁。
使用lambda和stream重构后:
public void refactorAfter() { ListstudentLists = getStudents(); // output: Student{name=xiaoming, age=21, score=100} studentLists.stream().filter(this::filterStudents).forEach(System.out::println); } private boolean filterStudents(Student student) { // 过滤出年龄大于20岁并且分数大于95的学生 return student.getAge() > 20 && student.getScore() > 95; } 复制代码
使用filter和方法引用使代码清晰明了,也不用声明一个临时list,非常方便。
6. 使用Stream常见的误区
(1)误区一:重复消费stream对象
stream对象一旦被消费,不能再次重复消费。
Liststrings = Arrays.asList("hello", "java8", "stream"); Stream stream = strings.stream(); stream.forEach(System.out::println); // ok stream.forEach(System.out::println); // IllegalStateException 复制代码
上述代码执行后报错:
java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
(2)误区二:修改数据源
在流操作的过程中尝试添加新的string对象,结果报错:
Liststrings = Arrays.asList("hello", "java8", "stream"); // expect: HELLO JAVA8 STREAM WORLD, but throw UnsupportedOperationException strings.stream() .map(s -> { strings.add("world"); return s.toUpperCase(); }).forEach(System.out::println); 复制代码
注意:一定不要在操作流的过程中修改数据源。
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