API Java 8 добавляет новую абстракцию под названием Stream, которая позволяет обрабатывать данные декларативным способом.
Потоки обеспечивают высокоуровневую абстракцию над операциями над наборами и представлениями Java интуитивно понятным способом, аналогичным запросу данных из базы данных с помощью операторов SQL.
Stream API может значительно повысить производительность Java-программистов, позволяя программистам писать эффективный, чистый и лаконичный код.
Этот стиль рассматривает набор элементов, подлежащих обработке, как своего рода поток, поток передается в конвейере и может обрабатываться на узлах конвейера, например фильтрация, сортировка, агрегация и т. д.
Поток элементов обрабатывается промежуточными операциями в конвейере, и, наконец, результат предыдущей обработки получается терминальной операцией.
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
| stream of elements +-----> |filter+-> |sorted+-> |map+-> |collect|
+--------------------+ +------+ +------+ +---+ +-------+
Вышеупомянутый процесс преобразуется в код Java как:
List<Integer> transactionsIds =
widgets.stream()
.filter(b -> b.getColor() == RED)
.sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
.mapToInt(Widget::getWeight)
.sum();
Что такое поток?
Поток представляет собой очередь элементов из источника данных и поддерживает операции агрегации.
Элементы — это объекты определенного типа, формирующие очередь. Потоки в Java не хранят элементы, а вычисляют по требованию. - источник данныхисточник потока. Может быть коллекцией, массивом, каналом ввода-вывода, генератором и т. д.
- Агрегатная операцияОперации, аналогичные операторам SQL, такие как фильтрация, сопоставление, сокращение, поиск, сопоставление, сортировка и т. д.
В отличие от предыдущих операций Collection, у операций Stream есть две основные характеристики:
- Pipelining: Все промежуточные операции возвращают сам объект потока. Таким образом, несколько операций могут быть объединены в конвейер, как в свободном стиле. Это позволяет оптимизировать такие операции, как ленивость и короткое замыкание.
- внутренняя итерация: ранее обход коллекции выполнялся с помощью Iterator или For-Each, которые явно выполняют итерацию за пределами коллекции, что называется внешней итерацией. Stream предоставляет внутренний метод итерации, который реализуется через шаблон посетителя (Visitor).
генерировать поток
В Java 8 интерфейс коллекции имеет два метода для создания потоков:
- stream()− Создайте последовательный поток для коллекции.
- parallelStream()− Создавать параллельные потоки для коллекций.
Liststrings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); List filtered = strings.stream().filter (строка -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
forEach
Stream предоставляет новый метод forEach для перебора всех данных в потоке. Следующий фрагмент кода использует forEach для вывода 10 случайных чисел:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
map
Метод map используется для сопоставления каждого элемента с соответствующим результатом.В следующем фрагменте кода карта используется для вывода числа в квадрате, соответствующего элементу:
Listnumbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);// Получаем соответствующие квадратные числа List squaresList = numbers.stream().map( i -> i *i).distinct().collect(Collectors.toList());
filter
Метод filter используется для фильтрации элементов по заданным условиям. Следующий фрагмент кода использует метод filter для фильтрации пустых строк:
Liststrings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl"); // Получаем количество пустых строк int count= strings. stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
limit
Метод limit используется для получения заданного количества потоков. Следующий фрагмент кода использует метод limit для вывода 10 фрагментов данных:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);
sorted
Метод sorted используется для сортировки потока. Следующий фрагмент кода использует метод sorted для сортировки выходных данных из 10 случайных чисел:
Random random = new Random(); random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
Параллельная программа
parallelStream — это альтернатива обработчикам параллельных потоков. В следующем примере мы используем parallelStream для вывода количества пустых строк:
Liststrings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); // получаем количество пустых строк intcount = strings.parallelStream ().filter(string -> string.isEmpty()).count();
Мы можем легко переключаться между последовательной и параллельной работой.
Collectors
Класс Collectors реализует множество операций сокращения, таких как преобразование потоков в наборы и агрегирование элементов. Коллекторы могут использоваться для возврата списков или строк:
Liststrings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl"); Listfiltered = 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("Объединенные строки: " + mergedString);
статистика
Кроме того, некоторые сборщики, которые производят статистику, также очень полезны. Они в основном используются для базовых типов, таких как int, double и long, и их можно использовать для получения статистических результатов, подобных следующим.
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();System.out.println("Самое большое число в списке: " + stats.getMax());System.out.println("Наименьшее число в списке: " + stats.getMin());System.out.println("Сумма всех чисел: " + stats.getSum());System.out.println("Среднее: " + stats.getAverage());
Потоковая передача полного экземпляра
Поместите следующий код в файл Java8Tester.java:
Файл Java8Tester.java
package org.java.base.stream;
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("Использование Java 7: ");// Вычислить пустую строку
Liststrings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
System.out.println("Список: " +строки);
long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);System.out.println("Количество пустых символов: " + count);
count = getCountLength3UsingJava7(strings);System.out.println("Количество строк длины 3 равно: " + count);
// удалить пустые строки
List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
System.out.println("Отфильтрованный список: " + отфильтровано);// удаляем пустые строки и объединяем их запятыми
Строка mergedString = getMergedStringUsingJava7 (строки, ");
System.out.println("Объединенная строка: " + mergedString);
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);// Получаем квадрат элемента списка
List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
System.out.println("Список квадратов: " + список квадратов);
List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);System.out.println("Список: " +целые числа);
System.out.println("Самое большое число в списке: " + getMax(integers));
System.out.println("Наименьшее число в списке: " + getMin(integers));
System.out.println("Сумма всех чисел: " + getSum(целые числа));
System.out.println("Среднее значение: " + getAverage(целые числа));
System.out.println("случайное число: ");// выводим 10 случайных чисел
Random random = new Random();for(int i=0; i < 10; i++){
System.out.println(random.nextInt());
}System.out.println("Использование Java 8: ");
System.out.println("Список: " +строки);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 длины 3 равно: " + count);filtered = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
System.out.println("Отфильтрованный список: " + отфильтровано);mergedString = strings.stream().filter(string ->!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("Объединенная строка: " + mergedString);squaresList = numbers.stream().map( i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.println("Список квадратов: " + список квадратов);
System.out.println("Список: " +целые числа);IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
System.out.println("Максимальное количество в списке: " + stats.getMax());
System.out.println("Наименьшее число в списке: " + stats.getMin());
System.out.println("сумма всех чисел: " + stats.getSum());
System.out.println("Среднее значение: " + stats.getAverage());
System.out.println("случайное число: ");random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
// параллельная обработка
count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
System.out.println("Количество пустых строк: " + count);
}private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings){
int count = 0;for(String string: strings){
if(string.isEmpty()){
count++;
}
}
return count;
}private static int getCountLength3UsingJava7(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();
}
}
Выполните приведенный выше скрипт, и результат будет таким:
$ javac Java8Tester.java
$ java Java8Tester
使用 Java 7:
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字符数量为: 2
字符串长度为 3 的数量为: 3
筛选后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
平方数列表: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的数 : 19
列表中最小的数 : 1
所有数之和 : 85
平均数 : 9
随机数:
-393170844
-963842252
447036679
-1043163142
-881079698
221586850
-1101570113
576190039
-1045184578
1647841045
使用 Java 8:
列表: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
空字符串数量为: 2
字符串长度为 3 的数量为: 3
筛选后的列表: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
合并字符串: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List: [9, 4, 49, 25]
列表: [1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
列表中最大的数 : 19
列表中最小的数 : 1
所有数之和 : 85
平均数 : 9.444444444444445
随机数:
-1743813696
-1301974944
-1299484995
-779981186
136544902
555792023
1243315896
1264920849
1472077135
1706423674
空字符串的数量为: 2