StreamNote

Stream

流的概念

Stream是Java 8 中新增的用来补充集合类的一个新的接口，主要的目的是为了增强Java原有的集合类{Collection}的功能，特别是函数式相关的功能，为了理解Java里的Stream接口，首先我们得先理解什么是Stream，即什么是流

什么是流

Stream可以说就是数据流{类比水流}，然后有一个数据来源{水流的源头}，然后这个流中的数据元素有可能是有限的{杯壁下流}，也可能是无限的{长江水流}，我们举几个例子：

有限的流

  • 一个集合，例如ArrayList中的所有元素
  • 一个固定文件（不支持更新）中的所有字符

无限的流

  • 日志更新的文件
  • 一个不关闭的监听端口传来的数据

注意，流是可以有顺序，可以没顺序的

Stream接口

Java的Stream接口就集合了相关对数据流的操作。
这些操作大部分都是上节课我们所说的高阶函数，然后这个接口的操作有一些基本特性：

  • 不存储数据：流是基于数据源的映射，其本身并不存储数据元素，而是通过类似管道的机制把数据源的元素传递给操作。
  • 不修改数据源：流的操作都不会修改数据源，而是返回新的数据。（函数式编程里很重要的一个特性，immutable，不可变数据）
  • 惰性执行：流的操作分为两种，第一种为中间操作，另一种为规约和收集操作，
    中间操作只是定义对流的响应操作链，但是不会真正执行，只有最后规约和收集的时候才会真正执行中间操作。（惰性执行）
  • 可以解绑：对于流，我们可以限制其中遍历的元素个数，比如limit(n)和findFirst()这样的操作，都会得到结构或者达到限制之后马上返回。
  • 纯消费：流的元素只能访问一次，操作没有回头路，如果需要重新操作，则重新创建一个流。

问题：为什么要把数据转换成Stream再传递给操作，直接把数据源传递给操作不是更直接？
为了使代码的执行有明了的一系列特性：
为了使程序可以惰性执行，
便于解绑，把数据传递给一个或若干个操作，可以得到结果或者达到限制后马上返回，
且一方面对数据源有保护作用
不修改源数据也会减少很多并发问题

并行流和串行流

在Java中，默认创建的都是串行流，比如使用Collection.stream() 返回的就是创建的串行流，
而调用Collction.parallelStream()则会返回创建的并行流

无状态

对于流中不同元素的操作应该是相互独立的，因为Java并不保证不同元素之间的执行顺序，甚至不保证他们的操作是在一个线程中的。

流的操作

流的创建

1.通过集合的stream()方法或者parallelStream()方法；
2.通过Arrays.stream(Object [])方法；
3.使用Stream的静态方法，比如
1.Stream.of(Object[]),IntStream.range(int,int)
2.Stream.iterate(Object,UnaryOperator),如Stream.iterate{1,n->n*2}很明显，这是个无限流1,2,4,8,16
3.Stream.generate(Suppler s) 如：Stream.generate(Math::random)
4.BufferReader.lines()从文件中获得行的流
5.随机数流Random.ints()
6.其他一些类提供了创建流的方法
7.底层使用StreamSupport()，它提供了将Sliterator转换成流的方法

中间操作

中间操作类似于对一个已有的流，绑定一个高阶（定义对每个元素的而操作的操作）的操作，
然后返回一个新的流. 其中只是绑定这个操作, 并不会马上执行, 当然也不会修改原始的数据源.

forEach之前不执行中间操作

终点操作

终点操作会触发中间的操作，最终生成结果
两个冒号表示方法引用

问题：为什么要有方法引用？直接用原来的方法不可以吗？

  • 看起来简洁一点
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Stream.of("a231","b281827","c2312","b11", "cs")
        .distinct()
              .sorted((x, y) -> x.length() - y.length())
        .forEach(System.out::println);

等同于

1
2
3
4
Stream.of("a231","b281827","c2312","b11", "cs")
        .distinct()
              .sorted((x, y) -> x.length() - y.length())
        .forEach(x->System.out.println(x));

函数式编程

  • 不要去从Java去学函数式编程
  • 也不要用Java的概念去理解函数式编程
  • Haskell, Scala, Kotlin