所有流计算都有一种共同的结构:它们具有一个流来源、0 或多个中间操作,以及一个终止操作。
流的元素可以是对象引用 (Stream<String>
),也可以是原始整数 (IntStream
)、长整型 (LongStream
) 或双精度 (DoubleStream
)。
JDK 中的流来源
方法 | 描述 |
---|---|
Collection.stream() |
使用一个集合的元素创建一个流。 |
Stream.of(T...) |
使用传递给工厂方法的参数创建一个流。 |
Stream.of(T[]) |
使用一个数组的元素创建一个流。 |
Stream.empty() |
创建一个空流。 |
Stream.iterate(T first, BinaryOperator<T> f) |
创建一个包含序列 first, f(first), f(f(first)), ... 的无限流 |
Stream.iterate(T first, Predicate<T> test, BinaryOperator<T> f) |
(仅限 Java 9)类似于 Stream.iterate(T first, BinaryOperator<T> f) ,但流在测试预期返回 false 的第一个元素上终止。 |
Stream.generate(Supplier<T> f) |
使用一个生成器函数创建一个无限流。 |
IntStream.range(lower, upper) |
创建一个由下限到上限(不含)之间的元素组成的 IntStream 。 |
IntStream.rangeClosed(lower, upper) |
创建一个由下限到上限(含)之间的元素组成的 IntStream 。 |
BufferedReader.lines() |
创建一个有来自 BufferedReader 的行组成的流。 |
BitSet.stream() |
创建一个由 BitSet 中的设置位的索引组成的 IntStream 。 |
Stream.chars() |
创建一个与 String 中的字符对应的 IntStream 。 |
中间操作负责将一个流转换为另一个流,中间操作包括 filter()
(选择与条件匹配的元素)、map()
(根据函数来转换元素)、distinct()
(删除重复)、limit()
(在特定大小处截断流)和 sorted()
。
中间流操作
操作 | 内容 |
---|---|
filter(Predicate<T>) |
与预期匹配的流的元素 |
map(Function<T, U>) |
将提供的函数应用于流的元素的结果 |
flatMap(Function<T, Stream<U>> |
将提供的流处理函数应用于流元素后获得的流元素 |
distinct() |
已删除了重复的流元素 |
sorted() |
按自然顺序排序的流元素 |
Sorted(Comparator<T>) |
按提供的比较符排序的流元素 |
limit(long) |
截断至所提供长度的流元素 |
skip(long) |
丢弃了前 N 个元素的流元素 |
takeWhile(Predicate<T>) |
(仅限 Java 9)在第一个提供的预期不是 true 的元素处阶段的流元素 |
dropWhile(Predicate<T>) |
(仅限 Java 9)丢弃了所提供的预期为 true 的初始元素分段的流元素 |
中间操作始终是惰性的:调用中间操作只会设置流管道的下一个阶段,不会启动任何操作。
重建操作可进一步划分为无状态 和有状态 操作。
无状态操作(比如 filter()
或 map()
)可独立处理每个元素,而有状态操作(比如 sorted()
或 distinct()
)可合并以前看到的影响其他元素处理的元素状态。
数据集的处理在执行终止操作时开始,比如缩减(sum()
或 max()
)、应用 (forEach()
) 或搜索 (findFirst()
) 操作。
终止操作会生成一个结果或副作用。
执行终止操作时,会终止流管道,如果您想再次遍历同一个数据集,可以设置一个新的流管道。
终止流操作
操作 | 描述 |
---|---|
forEach(Consumer<T> action) |
将提供的操作应用于流的每个元素。 |
toArray() |
使用流的元素创建一个数组。 |
reduce(...) |
将流的元素聚合为一个汇总值。 |
collect(...) |
将流的元素聚合到一个汇总结果容器中。 |
min(Comparator<T>) |
通过比较符返回流的最小元素。 |
max(Comparator<T>) |
通过比较符返回流的最大元素。 |
count() |
返回流的大小。 |
{any,all,none}Match(Predicate<T>) |
返回流的任何/所有元素是否与提供的预期相匹配。 |
findFirst() |
返回流的第一个元素(如果有)。 |
findAny() |
返回流的任何元素(如果有)。 |
流与集合比较
尽管流在表面上可能类似于集合(您可以认为二者都包含数据),但事实上,它们完全不同。集合是一种数据结构;它的主要关注点是在内存中组织数据,而且集合会在一段时间内持久存在。集合通常可用作流管道的来源或目标,但流的关注点是计算,而不是数据。数据来自其他任何地方(集合、数组、生成器函数或 I/O 通道),而且可通过一个计算步骤管道处理来生成结果或副作用,在此刻,流已经完成了。流没有为它们处理的元素提供存储空间,而且流的生命周期更像一个时间点 — 调用终止操作。不同于集合,流也可以是无限的;相应地,一些操作(limit()
、findFirst()
)是短路,而且可在无限流上运行有限的计算。
集合和流在执行操作的方式上也不同。集合上的操作是急切和突变性的;在 List
上调用 remove()
方法时,调用返回后,您知道列表状态会发生改变,以反映指定元素的删除。对于流,只有终止操作是急切的;其他操作都是惰性的。流操作表示其输入(也是流)上的功能转换,而不是数据集上的突变性操作(过滤一个流会生成一个新流,新流的元素是输入流的子集,但没有从来源删除任何元素)。