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java Stream流系列(一)

baijin 2024-12-26 12:27:25 博客文章 6 ℃ 0 评论

在本文中,我们将介绍流,在下一篇文章中,我们将介绍构建 Java 流的十大模式。

首先先看他它是什么?


什么是Stream流

一般来说,流是一些元素的连续序列。

从java的角度讲,Stream是一个接口,如下所示

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

上面接口说明的是,Stream是类型T的一组元素的系列(可能是有限的或者是无限的),如果是有限的,说明是有界的。

Stream流包含什么

我们通常认为的是,由于Stream代表一组连续的数据流,所以认为stream流保存着数据。但事实并非如此。流不包含任何数据,它从特定来源获取数据,这一点非常重要。

流从数据源获取数据并处理,流只充当数据源到数据目的地之间的管道。

当我们说流有界和无界的时候,其实说的是数据源的有界和无界,如果数据源是有界的,那么Stream就表示一组有界的元素序列,如果数据源是无界的,那么Stream就是无界的,并且表示一组无界得元素序列。

无界并不意味着无限

从java Streams的角度看,无界并不意味着Stream中流动着无限数量的元素,我们通常任务在构建流时不知道数据源数据的数量。

流无界并不意味着它是无限的。只是我们在构建流时不知道数据源数据的大小。

数据源和目的地是什么

数据源和目的地本身就可以是Stream流,我们可以从不同的来源构建流,

Source 和 Sink 本身可以是流。我们可以从不同的来源构建 Stream。

另一个需要理解的重点是,Stream流永远不会改变它们从源获取的数据。Stream只是处理来自源的数据并将其发送到目的地。

流管道中的不同阶段

构建 Stream 管道,我们可以将多个操作链接在一起。因此,流管道由多个链接在一起的操作组成。

管道的每个阶段都有几点需要记住。

  1. 管道中的每个阶段代表一个以指定方式处理数据的操作。
  2. 作为管道中的一部分,管道中的每个阶段都可能会更改 Stream 的类型。例如,管道中的一个阶段可能会获取Student对象Stream<Student>并给我们一个Stream<Integer>,代表学生的年龄。
  3. 管道中的每个阶段将处理后的数据发送到管道中的下一个阶段。因此,每个阶段都有一个 目的地,充当管道中下一个阶段的 数据源。

Stream流管道中的操作类型

理解这一点非常重要,因为这里经常出一些重要的面试问题。

Stream管道中有两种类型的操作。

  1. 中间操作:中间操作表示可以传递到管道中下一个阶段的中间结果。例如,amap()表示以指定方式转换数据的中间操作。Afilter()表示根据指定的Predicate过滤掉数据。Stream管道中可以有很多中间操作。
  2. 终端操作:终端操作代表管道中的最终任务。例如,forEach()sum()count()等。顾名思义,它终止或关闭流管道。因为它关闭了流,所以管道中只能有一个终端操作,即管道的末尾。

Streams 最有亮点的部分是,只有调用终端操作后,整个管道的处理才会开始。这这是面试中经常提出的重要问题之一。

大家可能会问为什么需要Streams?为什么我们不应该直接操作集合对象?原因是 Streams 在处理管道时懒加载,因此占用的内存更少。除非到达终端操作,否则流管道执行不会启动。

在调用终端操作之前,Stream 管道进程不会启动。这使得 Streams 能够拥有轻量级的内存占用。

例如下面的例子

// 这会在输出中给出重复的 deptNo。
// 一个使用peek(),另一个使用forEach()
 StudentStream 
        .map(s -> s.getDeptNo()) 
        .peek(System.out ::println)
         .filter(deptNo -> deptNo == 1001 || deptNo = = 1002) 
        .forEach(System.out :: println);

map(),filter()peek()是中间操作,forEach()是终端操作。在执行该方法之前,流处理不会执行。

我们如何证明这一点?

在两者之间有一个 peek() 方法。这是一个中间操作。按原样执行上面的代码片段将会看到输出。但删除最后一个操作 forEach() 运行。尽管该方法正在打印元素,但它不显示任何输出。原因是该方法只是一个中间操作,直到调用forEach()这个终端操作为止才会运行。

// 不会输出
studentStream
        .map(s -> s.getDeptNo())
        .peek(System.out::println)
        .filter(deptNo -> deptNo == 1001 || deptNo == 1002)

我们如何知道操作是中间操作还是终端操作

第一个信息来源是查看 Java 文档。或者还有一个小技巧可以了解这一点:任何返回 Stream 的调用或操作都是中间调用。任何返回 Stream 对象或 void 之外的内容的调用都是触发处理的终端调用。

因此,例如map()filter()返回Stream对象是中间操作。该forEach()方法返回voidsum()返回int/long,因此,都是终端操作。

这就是本文的全部内容。在下一篇文章中,我们将研究构建流的不同方法。

总结

  1. 在 Java 中, TStream是一个类型接口,表示类型的元素序列。
  2. 如果Stream包含有限元素,则称其为有界;如果不表示有限数量的元素,则称其为无界。
  3. Stream不包含任何数据。
  4. 流永远不会改变它们从源获取的数据。他们只是处理来自源的数据并将其发送到接收器。
  5. Stream 管道中执行的操作有两种类型:中间操作和终端操作。
  6. 中间操作返回表示中间结果的另一个流对象。

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