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Tutorial Básico de Java

Controle de fluxo Java

Java Array

Java Orientação a Objetos (I)

Java Orientação a Objetos (II)

Java Orientação a Objetos (III)

Tratamento de Exceções Java

Java Lista (List)

Java Queue (Fila)

Conjunto Java Map

Conjunto Java Set

Java Entrada e Saída (I)/O)

Reader Java/Writer

Outros tópicos Java

Java 8 Stream

Java 8 New Features

Java 8 A API adiciona uma nova abstração chamada Stream, permitindo que você processe dados de maneira declarativa.

Stream oferece uma abstração de alto nível para operações e expressões de conjuntos Java, utilizando uma abordagem intuitiva semelhante a consultas SQL em bancos de dados.

A API Stream pode aumentar significativamente a produtividade dos programadores Java, permitindo que eles escrevam código eficiente, limpo e conciso.

Este estilo considera o conjunto de elementos a serem tratados como um fluxo, que flui em um tubo e pode ser processado em nós do tubo, como filtros, ordenação, agregação, etc.

O fluxo de elementos passa por operações intermediárias (operações intermediárias) no tubo, e, finalmente, obtém o resultado do processamento anterior com operações terminais (operações terminais).

+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+
| stream of elements +-----> |filter|+-> |sorted|+-> |map|+-> |collect|
+--------------------+       +------+   +------+   +---+   +-------+

O seguinte fluxo pode ser convertido para código Java como:

List<Integer> transactionsIds = 
widgets.stream()
             .filter(b -> b.getColor() == RED)
             .sorted((x,y) -> x.getWeight() - y.getWeight())
             .mapToInt(Widget::getWeight)
             .sum();

O que é Stream?

Stream (fluxo) é uma fila de elementos proveniente de uma fonte de dados e suporta operações agregadas

  • Fila de elementos Os elementos são objetos do tipo específico, formando uma fila. O Stream Java não armazena elementos, mas calcula conforme necessário.

  • Fonte de dados Fonte do fluxo. Pode ser uma coleção, um array, um I/O canal, o gerador generator, etc.

  • Operações agregadas Operações semelhantes a consultas SQL, como filter, map, reduce, find, match, sorted, etc.

Diferente das operações de Collection anteriores, as operações de Stream também têm duas características básicas:

  • Pipelining: Operações intermediárias retornam o objeto de fluxo本身. Dessa forma, várias operações podem ser concatenadas em uma linha, como estilo fluente (fluent style). Isso permite otimizar operações, como execução atrasada (laziness) e curto circuito (short-circuito).

  • Iteração interna: Antes da iteração da coleção era feita através de Iterator ou For-Cada maneira, explicitamente fora da coleção para iterar, isso é chamado de iteração externa. Stream oferece uma maneira interna de iteração, implementada pelo padrão Visitor (visitante).

gerar fluxo

Em Java 8 Dentro disso, a interface de coleção possui dois métodos para gerar fluxo:

  • stream() − Cria um fluxo sequencial para a coleção.

  • parallelStream()  − Cria um fluxo paralelo para a coleção.

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());

forEach

Stream oferece um novo método 'forEach' para iterar cada dado no fluxo. O seguinte trecho de código usa forEach para imprimir10个随机数:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

map

map 方法用于映射每个元素到对应的结果,以下代码片段使用 map 输出了元素对应的平方数:

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
// 获取对应的平方数
List<Integer> squaresList = numbers.stream().map( i -> i*i).distinct().collect(Collectors.toList()));

filter

filter 方法用于通过设置的条件过滤出元素。以下代码片段使用 filter 方法过滤出空字符串:

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.stream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

limit

limit 方法用于获取指定数量的流。以下代码片段使用 limit 方法打印出 10 条数据:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).forEach(System.out::println);

sorted

sorted 方法用于对流进行排序。以下代码片段使用 sorted 方法对输出的 10 个随机数进行排序:

Random random = new Random();
random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);

并行(parallel)程序

parallelStream 是流并行处理程序的代替方法。以下示例我们使用 parallelStream 来输出空字符串的数量:

List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
// 获取空字符串的数量
long count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();

我们可以很容易地在顺序运行和并行直接切换。

Collectors

Collectors 类实现了很多归约操作,例如将流转换成集合和聚合元素。Collectors 可用于返回列表或字符串:

List<String>strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd","", "jkl");
List<String> filtered = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.toList());
 
System.out.println("筛选列表: " + filtered);
String mergedString = strings.stream().filter(string -> !string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println("String Merged: " + mergedString);

Estatísticas

Além disso, alguns coletadores que geram resultados de estatísticas são muito úteis. Eles são usados principalmente em tipos básicos como int, double, long, etc., e podem ser usados para gerar resultados de estatísticas semelhantes aos seguintes.

List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
 
IntSummaryStatistics stats = numbers.stream().mapToInt((x) -> x).summaryStatistics();
 
System.out.println("Número maior da lista: "); + stats.getMax());
System.out.println("Número mais pequeno da lista: "); + stats.getMin());
System.out.println("Soma de todos os números: "); + stats.getSum());
System.out.println("Média: "); + stats.getAverage());

Exemplo completo do Stream

Coloque o seguinte código no Java8No arquivo Tester.java:

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("Usando Java 7: ");
        
      // Calcular strings vazias
      List<String> strings = Arrays.asList("abc", "", "bc", "efg", "abcd", "", "jkl");
      System.out.println("Lista: " +strings);
      long count = getCountEmptyStringUsingJava7(strings);
        
      System.out.println("Número de caracteres em branco: " + count);
      count = getCountLength2UsingJava7(strings);
        
      System.out.println("Tamanho da String: " 3 的数量为: " + count);
        
      // Remover strings vazias
      List<String> filtered = deleteEmptyStringsUsingJava7(strings);
      System.out.println("Lista Filtrada: " + filtered);
        
      // Remover strings vazias e juntá-las com vírgulas
      String mergedString = getMergedStringUsingJava7(strings, ", ");
      System.out.println("String Merged: " + mergedString);
      List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);
        
      // Obter os quadrados dos elementos da lista
      List<Integer> squaresList = getSquares(numbers);
      System.out.println("Lista de números quadrados: " + squaresList);
      List<Integer> integers = Arrays.asList(1,2,13,4,15,6,17,8,19);
        
      System.out.println("Lista: " +integers);
      System.out.println("Número maior da lista: "); + getMax(integers));
      System.out.println("Número mais pequeno da lista: "); + getMin(integers));
      System.out.println("Soma de todos os números: "); + getSum(integers));
      System.out.println("Média: "); + getAverage(integers));
      System.out.println("Número aleatório: ");
        
      // saída10número(s) aleatório(s)
      Random random = new Random();
        
      for(int i=0; i < 10; i++{
         System.out.println(random.nextInt());
      }
        
      System.out.println("Usando Java 8: ");
      System.out.println("Lista: " +strings);
        
      count = strings.stream().filter(string->string.isEmpty()).count();
      System.out.println("Número de Strings Vazias: " + count);
        
      count = strings.stream().filter(string -> string.length() == 3).count();
      System.out.println("Tamanho da String: " 3 的数量为: " + count);
        
      filtered = strings.stream().filter(string -!string.isEmpty()).collect(Collectors.toList()));
      System.out.println("Lista Filtrada: " + filtered);
        
      mergedString = strings.stream().filter(string -!string.isEmpty()).collect(Collectors.joining(", ")));
      System.out.println("String Merged: " + mergedString);
        
      squaresList = numbers.stream().map(i ->i*i).distinct().collect(Collectors.toList()));
      System.out.println("Lista de Quadrados: " + squaresList);
      System.out.println("Lista: " +integers);
        
      IntSummaryStatistics stats = integers.stream().mapToInt((x) ->x).summaryStatistics();
        
      System.out.println("Número maior da lista: "); + stats.getMax());
      System.out.println("Número mais pequeno da lista: "); + stats.getMin());
      System.out.println("Soma de todos os números: "); + stats.getSum());
      System.out.println("Média: "); + stats.getAverage());
      System.out.println("Número aleatório: ");
        
      random.ints().limit(10).sorted().forEach(System.out::println);
        
      // processamento paralelo
      count = strings.parallelStream().filter(string -> string.isEmpty()).count();
      System.out.println("O número de strings vazias é: "); + count);
   }
    
   private static int getCountEmptyStringUsingJava7(List<String> strings) {
      int count = 0;
        
      for(String string: strings) {
        
         if(string.isEmpty()) {
            count++;
         }
      }
      return count;
   }
    
   private static int getCountLength2UsingJava7(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 soma = (int)(numbers.get(0));
        
      for(int i=1;i < numbers.size();i++{
         soma += (int)numbers.get(i);
      }
      return sum;
   }
    
   private static int getAverage(List<Integer> numbers){
      return getSum(numbers); / numbers.size();
   }
}

Execute the above script, the output is:

$ javac Java8Tester.java 
$ java Java8Tester
Using Java 7: 
List: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
Number of empty characters: 2
String length: 3 Number of: 3
Filtered list: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
Merge strings: abc, bc, efg, abcd, jkl
Square numbers list:9, 4, 49, 25]
List:1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
Largest number in the list: 19
Smallest number in the list: 1
Sum of all numbers: 85
Average: 9
Random number: 
-393170844
-963842252
447036679
-1043163142
-881079698
221586850
-1101570113
576190039
-1045184578
1647841045
Using Java 8: 
List: [abc, , bc, efg, abcd, , jkl]
Number of empty strings: 2
String length: 3 Number of: 3
Filtered list: [abc, bc, efg, abcd, jkl]
Merge strings: abc, bc, efg, abcd, jkl
Squares List:9, 4, 49, 25]
List:1, 2, 13, 4, 15, 6, 17, 8, 19]
Largest number in the list: 19
Smallest number in the list: 1
Sum of all numbers: 85
Average: 9.444444444444445
Random number: 
-1743813696
-1301974944
-1299484995
-779981186
136544902
555792023
1243315896
1264920849
1472077135
1706423674
Number of empty strings: 2

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