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你可能沒意識到Java對函數(shù)式編程的重視程度，看看Java 8加入函數(shù)式編程擴充多少功能就清楚了。Java 8之所以費這么大功夫引入函數(shù)式編程，原因有二：

1. 代碼簡潔，函數(shù)式編程寫出的代碼簡潔且意圖明確，使用stream接口讓你從此告別for循環(huán)。
2. 多核友好，Java函數(shù)式編程使得編寫并行程序從未如此簡單，你需要的全部就是調(diào)用一下parallel()方法。

這一節(jié)我們學習stream，也就是Java函數(shù)式編程的主角。對于Java 7來說stream完全是個陌生東西，stream并不是某種數(shù)據(jù)結構，它只是數(shù)據(jù)源的一種視圖。這里的數(shù)據(jù)源可以是一個數(shù)組，Java容器或I/O channel等。正因如此要得到一個stream通常不會手動創(chuàng)建，而是調(diào)用對應的工具方法，比如：

• 調(diào)用Collection.stream()或者Collection.parallelStream()方法
• 調(diào)用Arrays.stream(T[] array)方法

常見的stream接口繼承關系如圖：

圖中4種stream接口繼承自BaseStream，其中IntStream, LongStream, DoubleStream對應三種基本類型（int, long, double，注意不是包裝類型），Stream對應所有剩余類型的stream視圖。為不同數(shù)據(jù)類型設置不同stream接口，可以1.提高性能，2.增加特定接口函數(shù)。

你可能會奇怪為什么不把IntStream等設計成Stream的子接口？畢竟這接口中的方法名大部分是一樣的。答案是這些方法的名字雖然相同，但是返回類型不同，如果設計成父子接口關系，這些方法將不能共存，因為Java不允許只有返回類型不同的方法重載。

雖然大部分情況下stream是容器調(diào)用Collection.stream()方法得到的，但stream和collections有以下不同：

• 無存儲。stream不是一種數(shù)據(jù)結構，它只是某種數(shù)據(jù)源的一個視圖，數(shù)據(jù)源可以是一個數(shù)組，Java容器或I/O channel等。
• 為函數(shù)式編程而生。對stream的任何修改都不會修改背后的數(shù)據(jù)源，比如對stream執(zhí)行過濾操作并不會刪除被過濾的元素，而是會產(chǎn)生一個不包含被過濾元素的新stream。
• 惰式執(zhí)行。stream上的操作并不會立即執(zhí)行，只有等到用戶真正需要結果的時候才會執(zhí)行。
• 可消費性。stream只能被“消費”一次，一旦遍歷過就會失效，就像容器的迭代器那樣，想要再次遍歷必須重新生成。

對stream的操作分為為兩類，中間操作(intermediate operations)和結束操作(terminal operations)，二者特點是：

1. 中間操作總是會惰式執(zhí)行，調(diào)用中間操作只會生成一個標記了該操作的新stream，僅此而已。
2. 結束操作會觸發(fā)實際計算，計算發(fā)生時會把所有中間操作積攢的操作以pipeline的方式執(zhí)行，這樣可以減少迭代次數(shù)。計算完成之后stream就會失效。

如果你熟悉Apache Spark RDD，對stream的這個特點應該不陌生。

下表匯總了Stream接口的部分常見方法：

區(qū)分中間操作和結束操作最簡單的方法，就是看方法的返回值，返回值為stream的大都是中間操作，否則是結束操作。

stream方法使用

stream跟函數(shù)接口關系非常緊密，沒有函數(shù)接口stream就無法工作。回顧一下：函數(shù)接口是指內(nèi)部只有一個抽象方法的接口。通常函數(shù)接口出現(xiàn)的地方都可以使用Lambda表達式，所以不必記憶函數(shù)接口的名字。

forEach()

我們對forEach()方法并不陌生，在Collection中我們已經(jīng)見過。方法簽名為void forEach(Consumer<? super E> action)，作用是對容器中的每個元素執(zhí)行action指定的動作，也就是對元素進行遍歷。

由于forEach()是結束方法，上述代碼會立即執(zhí)行，輸出所有字符串。

filter()

函數(shù)原型為Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate)，作用是返回一個只包含滿足predicate條件元素的Stream。

上述代碼將輸出為長度等于3的字符串you和too。注意，由于filter()是個中間操作，如果只調(diào)用filter()不會有實際計算，因此也不會輸出任何信息。

distinct()

函數(shù)原型為Stream<T> distinct()，作用是返回一個去除重復元素之后的Stream。

Stream<String> stream= Stream.of("I", "love", "you", "too", "too");
stream.distinct()
    .forEach(str -> System.out.println(str));

上述代碼會輸出去掉一個too之后的其余字符串。

sorted()

排序函數(shù)有兩個，一個是用自然順序排序，一個是使用自定義比較器排序，函數(shù)原型分別為Stream<T>　sorted()和Stream<T>　sorted(Comparator<? super T> comparator)。

Stream<String> stream= Stream.of("I", "love", "you", "too");
stream.sorted((str1, str2) -> str1.length()-str2.length())
    .forEach(str -> System.out.println(str));

上述代碼將輸出按照長度升序排序后的字符串，結果完全在預料之中。

map()

函數(shù)原型為<R> Stream<R> map(Function<? super T,? extends R> mapper)，作用是返回一個對當前所有元素執(zhí)行執(zhí)行mapper之后的結果組成的Stream。直觀的說，就是對每個元素按照某種操作進行轉換，轉換前后Stream中元素的個數(shù)不會改變，但元素的類型取決于轉換之后的類型。

Stream<String> stream　= Stream.of("I", "love", "you", "too");
stream.map(str -> str.toUpperCase())
    .forEach(str -> System.out.println(str));

上述代碼將輸出原字符串的大寫形式。

flatMap()

函數(shù)原型為<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T,? extends Stream<? extends R>> mapper)，作用是對每個元素執(zhí)行mapper指定的操作，并用所有mapper返回的Stream中的元素組成一個新的Stream作為最終返回結果。說起來太拗口，通俗的講flatMap()的作用就相當于把原stream中的所有元素都"攤平"之后組成的Stream，轉換前后元素的個數(shù)和類型都可能會改變。

Stream<List<Integer>> stream = Stream.of(Arrays.asList(1,2), Arrays.asList(3, 4, 5));
stream.flatMap(list -> list.stream())
    .forEach(i -> System.out.println(i));

上述代碼中，原來的stream中有兩個元素，分別是兩個List<Integer>，執(zhí)行flatMap()之后，將每個List都“攤平”成了一個個的數(shù)字，所以會新產(chǎn)生一個由5個數(shù)字組成的Stream。所以最終將輸出1~5這5個數(shù)字。

結語

截止到目前我們感覺良好，已介紹StreamAPI理解起來并不費勁兒。如果你就此以為函數(shù)式編程不過如此，恐怕是高興地太早了。下一節(jié)對Stream規(guī)約操作的介紹將刷新你現(xiàn)在的認識。

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