Компания
129,07
рейтинг
18 ноября 2015 в 16:43

Разработка → Шпаргалка Java программиста 4. Java Stream API tutorial



Несмотря на то, что Java 8 вышла уже достаточно давно, далеко не все программисты используют её новые возможности, кого-то останавливает то, что рабочие проекты слишком сложно перевести с Java 7 или даже Java 6, кого-то использование в своих проектах GWT, кто-то делает проекты под Android и не хочет или не может использовать сторонние библиотеки для реализации лямбд и Stream Api. Однако знание лямбд и Stream Api для программиста Java зачастую требуют на собеседованиях, ну и просто будет полезно при переходе на проект где используется Java 8. Я хотел бы предложить вам краткую шпаргалку по Stream Api с практическими примерами реализации различных задач с новым функциональным подходом. Знания лямбд и функционального программирования не потребуется (я постарался дать примеры так, чтобы все было понятно), уровень от самого базового знания Java и выше.

Также, так как это шпаргалка, статья может использоваться, чтобы быстро вспомнить как работает та или иная особенность Java Stream Api. Краткое перечисление возможностей основных функций дано в начале статьи.

Для тех кто совсем не знает что такое Stream Api
Stream API это новый способ работать со структурами данных в функциональном стиле. Чаще всего с помощью stream в Java 8 работают с коллекциями, но на самом деле этот механизм может использоваться для самых различных данных.

Stream Api позволяет писать обработку структур данных в стиле SQL, то если раньше задача получить сумму всех нечетных чисел из коллекции решалась следующим кодом:
        Integer sumOddOld = 0; 
        for(Integer i: collection) {
            if(i % 2 != 0) {
                sumOddOld += i;
            }
        }

То с помощью Stream Api можно решить такую задачу в функциональном стиле:
       Integer sumOdd = collection.stream().filter(o -> o % 2 != 0).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0);

Более того, Stream Api позволяет решать задачу параллельно лишь изменив stream() на parallelStream() без всякого лишнего кода, т.е.
       Integer sumOdd = collection.parallelStream().filter(o -> o % 2 != 0).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0);

Уже делает код параллельным, без всяких семафоров, синхронизаций, рисков взаимных блокировок и т.п.




Давайте начнем с начала, а именно с создания объектов stream в Java 8.

I. Способы создания стримов


Перечислим несколько способов создать стрим
Способ создания стрима Шаблон создания Пример
1. Классический: Создание стрима из коллекции collection.stream()
Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3");
        Stream<String> streamFromCollection = collection.stream();
2. Создание стрима из значений Stream.of(значение1,… значениеN)
Stream<String> streamFromValues = Stream.of("a1", "a2", "a3");
3. Создание стрима из массива Arrays.stream(массив)
String[] array = {"a1","a2","a3"};                     
 Stream<String> streamFromArrays = Arrays.stream(array);
4. Создание стрима из файла (каждая строка в файле будет отдельным элементом в стриме) Files.lines(путь_к_файлу)
Stream<String> streamFromFiles = Files.lines(Paths.get("file.txt"))
5. Создание стрима из строки «строка».chars()
IntStream streamFromString = "123".chars()
6. С помощью Stream.builder Stream.builder().add(...)....build()
Stream.builder().add("a1").add("a2").add("a3").build()
7. Создание параллельного стрима collection.parallelStream()
Stream<String> stream = collection.parallelStream();

8. Создание бесконечных стрима с помощью Stream.iterate
Stream.iterate(начальное_условие, выражение_генерации)
Stream<Integer> streamFromIterate = Stream.iterate(1, n -> n + 1)
9. Создание бесконечных стрима с помощью Stream.generate Stream.generate(выражение_генерации)
Stream<String> streamFromGenerate = Stream.generate(() -> "a1")

В принципе, кроме последних двух способов создания стрима, все не отличается от обычных способов создания коллекций. Последние два способа служат для генерации бесконечных стримов, в iterate задается начальное условие и выражение получение следующего значения из предыдущего, то есть Stream.iterate(1, n -> n + 1) будет выдавать значения 1, 2, 3, 4,… N. Stream.generate служит для генерации константных и случайных значений, он просто выдает значения соответствующие выражению, в данном примере, он будет выдавать бесконечное количество значений «a1».
Для тех кто не знает лямбды
Выражение n -> n + 1, это просто аналог выражения Integer func(Integer n) { return n+1;}, а выражение () -> «a1» аналог выражения String func() { return «a1»;} обернутых в анонимный класс.

Более подробные примеры
Так же этот пример можно найти на github'e
        System.out.println("Test buildStream start");

        // Создание стрима из значений
        Stream<String> streamFromValues = Stream.of("a1", "a2", "a3");
        System.out.println("streamFromValues = " + streamFromValues.collect(Collectors.toList())); // напечатает streamFromValues = [a1, a2, a3]

        // Создание стрима из массива
        String[] array = {"a1","a2","a3"};
        Stream<String> streamFromArrays = Arrays.stream(array);
        System.out.println("streamFromArrays = " + streamFromArrays.collect(Collectors.toList())); // напечатает streamFromArrays = [a1, a2, a3]

        Stream<String> streamFromArrays1 = Stream.of(array);
        System.out.println("streamFromArrays1 = " + streamFromArrays1.collect(Collectors.toList())); // напечатает streamFromArrays = [a1, a2, a3]

        // Создание стрима из файла (каждая запись в файле будет отдельной строкой в стриме)
        File file = new File("1.tmp");
        file.deleteOnExit();
        PrintWriter out = new PrintWriter(file);
        out.println("a1");
        out.println("a2");
        out.println("a3");
        out.close();

        Stream<String> streamFromFiles = Files.lines(Paths.get(file.getAbsolutePath()));
        System.out.println("streamFromFiles = " + streamFromFiles.collect(Collectors.toList())); // напечатает streamFromFiles = [a1, a2, a3]

        // Создание стрима из коллекции
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3");
        Stream<String> streamFromCollection = collection.stream();
        System.out.println("streamFromCollection = " + streamFromCollection.collect(Collectors.toList())); // напечатает streamFromCollection = [a1, a2, a3]

        // Создание числового стрима из строки
        IntStream streamFromString = "123".chars();
        System.out.print("streamFromString = ");
        streamFromString.forEach((e)->System.out.print(e + " , ")); // напечатает streamFromString = 49 , 50 , 51 ,
        System.out.println();

        // С помощью Stream.builder
        Stream.Builder<String> builder = Stream.builder();
        Stream<String> streamFromBuilder = builder.add("a1").add("a2").add("a3").build();
        System.out.println("streamFromBuilder = " + streamFromBuilder.collect((Collectors.toList()))); // напечатает streamFromFiles = [a1, a2, a3]

        // Создание бесконечных стримов
        // С помощью Stream.iterate
        Stream<Integer> streamFromIterate = Stream.iterate(1, n -> n + 2);
        System.out.println("streamFromIterate = " + streamFromIterate.limit(3).collect(Collectors.toList())); // напечатает streamFromIterate = [1, 3, 5]

        // С помощью Stream.generate
        Stream<String> streamFromGenerate = Stream.generate(() -> "a1");
        System.out.println("streamFromGenerate = " + streamFromGenerate.limit(3).collect(Collectors.toList())); // напечатает streamFromGenerate = [a1, a1, a1]

        // Создать пустой стрим
        Stream<String> streamEmpty = Stream.empty();
        System.out.println("streamEmpty = " + streamEmpty.collect(Collectors.toList())); // напечатает streamEmpty = []

        // Создать параллельный стрим из коллекции
        Stream<String> parallelStream = collection.parallelStream();
        System.out.println("parallelStream = " + parallelStream.collect(Collectors.toList())); // напечатает parallelStream = [a1, a2, a3]



II. Методы работы со стримами


Java Stream API предлагает два вида методов:
1. Конвейерные — возвращают другой stream, то есть работают как builder,
2. Терминальные — возвращают другой объект, такой как коллекция, примитивы, объекты, Optional и т.д.

О том чем отличаются конвейерные и терминальные методы
Общее правило: у stream'a может быть сколько угодно вызовов конвейерных вызовов и в конце один терминальный, при этом все конвейерные методы выполняются лениво и пока не будет вызван терминальный метод никаких действий на самом деле не происходит, так же как создать объект Thread или Runnable, но не вызвать у него start.

В целом, этот механизм похож на конструирования SQL запросов, может быть сколько угодно вложенных Select'ов и только один результат в итоге. Например, в выражении collection.stream().filter((s) -> s.contains(«1»)).skip(2).findFirst(), filter и skip — конвейерные, а findFirst — терминальный, он возвращает объект Optional и это заканчивает работу со stream'ом.


2.1 Краткое описание конвейерных методов работы со стримами


Метод stream Описание Пример
filter Отфильтровывает записи, возвращает только записи, соответствующие условию collection.stream().filter(«a1»::equals).count()
skip Позволяет пропустить N первых элементов collection.stream().skip(collection.size() — 1).findFirst().orElse(«1»)
distinct Возвращает стрим без дубликатов (для метода equals) collection.stream().distinct().collect(Collectors.toList())
map Преобразует каждый элемент стрима collection.stream().map((s) -> s + "_1").collect(Collectors.toList())
peek Возвращает тот же стрим, но применяет функцию к каждому элементу стрима collection.stream().map(String::toUpperCase).peek((e) -> System.out.print("," + e)).
collect(Collectors.toList())
limit Позволяет ограничить выборку определенным количеством первых элементов collection.stream().limit(2).collect(Collectors.toList())
sorted Позволяет сортировать значения либо в натуральном порядке, либо задавая Comparator collection.stream().sorted().collect(Collectors.toList())
mapToInt,
mapToDouble,
mapToLong
Аналог map, но возвращает числовой стрим (то есть стрим из числовых примитивов) collection.stream().mapToInt((s) -> Integer.parseInt(s)).toArray()
flatMap,
flatMapToInt,
flatMapToDouble,
flatMapToLong
Похоже на map, но может создавать из одного элемента несколько collection.stream().flatMap((p) -> Arrays.asList(p.split(",")).stream()).toArray(String[]::new)


2.2 Краткое описание терминальных методов работы со стримами


Метод stream Описание Пример
findFirst Возвращает первый элемент из стрима (возвращает Optional) collection.stream().findFirst().orElse(«1»)
findAny Возвращает любой подходящий элемент из стрима (возвращает Optional) collection.stream().findAny().orElse(«1»)
collect Представление результатов в виде коллекций и других структур данных collection.stream().filter((s) -> s.contains(«1»)).collect(Collectors.toList())
count Возвращает количество элементов в стриме collection.stream().filter(«a1»::equals).count()
anyMatch Возвращает true, если условие выполняется хотя бы для одного элемента collection.stream().anyMatch(«a1»::equals)
noneMatch Возвращает true, если условие не выполняется ни для одного элемента collection.stream().noneMatch(«a8»::equals)
allMatch Возвращает true, если условие выполняется для всех элементов collection.stream().allMatch((s) -> s.contains(«1»))
min Возвращает минимальный элемент, в качестве условия использует компаратор collection.stream().min(String::compareTo).get()
max Возвращает максимальный элемент, в качестве условия использует компаратор collection.stream().max(String::compareTo).get()
forEach Применяет функцию к каждому объекту стрима, порядок при параллельном выполнении не гарантируется set.stream().forEach((p) -> p.append("_1"));
forEachOrdered Применяет функцию к каждому объекту стрима, сохранение порядка элементов гарантирует list.stream().forEachOrdered((p) -> p.append("_new"));
toArray Возвращает массив значений стрима collection.stream().map(String::toUpperCase).toArray(String[]::new);
reduce Позволяет выполнять агрегатные функции на всей коллекцией и возвращать один результат collection.stream().reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0)

Обратите внимание методы findFirst, findAny, anyMatch это short-circuiting методы, то есть обход стримов организуется таким образом чтобы найти подходящий элемент максимально быстро, а не обходить весь изначальный стрим.

2.3 Краткое описание дополнительных методов у числовых стримов


Метод stream Описание Пример
sum Возвращает сумму всех чисел collection.stream().mapToInt((s) -> Integer.parseInt(s)).sum()
average Возвращает среднее арифметическое всех чисел collection.stream().mapToInt((s) -> Integer.parseInt(s)).average()
mapToObj Преобразует числовой стрим обратно в объектный intStream.mapToObj((id) -> new Key(id)).toArray()


2.4 Несколько других полезных методов стримов


Метод stream Описание
isParallel Узнать является ли стрим параллельным
parallel Вернуть параллельный стрим, если стрим уже параллельный, то может вернуть самого себя
sequential Вернуть последовательный стрим, если стрим уже последовательный, то может вернуть самого себя

С помощью, методов parallel и sequential можно определять какие операции могут быть параллельными, а какие только последовательными. Так же из любого последовательного стрима можно сделать параллельный и наоборот, то есть:
collection.stream().
peek(...). // операция последовательна
parallel().
map(...). // операция может выполняться параллельно,
sequential().
reduce(...) // операция снова последовательна 


Внимание: крайне не рекомендуется использовать параллельные стримы для сколько-нибудь долгих операций (получение данных из базы, сетевых соединений), так как все параллельные стримы работают c одним пулом fork/join и такие долгие операции могут остановить работу всех параллельных стримов в JVM из-за того отсутствия доступных потоков в пуле, т.е. параллельные стримы стоит использовать лишь для коротких операций, где счет идет на миллисекунды, но не для тех где счет может идти на секунды и минуты.

III. Примеры работы с методами стримов


Рассмотрим работу с методами на различных задачах, обычно требующихся при работе с коллекциями.

3.1 Примеры использования filter, findFirst, findAny, skip, limit и count


Условие: дана коллекция строк Arrays.asList(«a1», «a2», «a3», «a1»), давайте посмотрим как её можно обрабатывать используя методы filter, findFirst, findAny, skip и count:
Задача Код примера Результат
Вернуть количество вхождений объекта «a1» collection.stream().filter(«a1»::equals).count() 2
Вернуть первый элемент коллекции или 0, если коллекция пуста collection.stream().findFirst().orElse(0) a1
Вернуть последний элемент коллекции или «empty», если коллекция пуста collection.stream().skip(collection.size() — 1).findAny().orElse(«empty») a1
Найти элемент в коллекции равный «a3» или кинуть ошибку collection.stream().filter(«a3»::equals).findFirst().get() a3
Вернуть третий элемент коллекции по порядку collection.stream().skip(2).findFirst().get() a3
Вернуть два элемента начиная со второго collection.stream().skip(1).limit(2).toArray() [a2, a3]
Выбрать все элементы по шаблону collection.stream().filter((s) -> s.contains(«1»)).collect(Collectors.toList()) [a1, a1]

Обратите внимание, что методы findFirst и findAny возвращают новый тип Optional, появившийся в Java 8, для того чтобы избежать NullPointerException. Метод filter удобно использовать для выборки лишь определенного множества значений, а метод skip позволяет пропускать определенное количество элементов.
Если вы не знаете лямбды
Выражение «a3»::equals это аналог boolean func(s) { return «a3».equals(s);}, а (s) -> s.contains(«1») это аналог boolean func(s) { return s.contains(«1»);} обернутых в анонимный класс.

Условие: дана коллекция класс People (с полями name — имя, age — возраст, sex — пол), вида Arrays.asList( new People(«Вася», 16, Sex.MAN), new People(«Петя», 23, Sex.MAN), new People(«Елена», 42, Sex.WOMEN), new People(«Иван Иванович», 69, Sex.MAN)). Давайте посмотрим примеры как работать с таким классом:

Задача Код примера Результат
Выбрать мужчин-военнообязанных (от 18 до 27 лет) peoples.stream().filter((p)-> p.getAge() >= 18 && p.getAge() < 27
&& p.getSex() == Sex.MAN).collect(Collectors.toList())
[{name='Петя', age=23, sex=MAN}]
Найти средний возраст среди мужчин peoples.stream().filter((p) -> p.getSex() == Sex.MAN).
mapToInt(People::getAge).average().getAsDouble()
36.0
Найти кол-во потенциально работоспособных людей в выборке (т.е. от 18 лет и учитывая что женщины выходят в 55 лет, а мужчина в 60) peoples.stream().filter((p) -> p.getAge() >= 18).filter(
(p) -> (p.getSex() == Sex.WOMEN && p.getAge() < 55) || (p.getSex() == Sex.MAN && p.getAge() < 60)).count()
2

Детальные примеры
Также этот пример можно найти на github'e: первый класс и второй класс
    // filter - возвращает stream, в котором есть только элементы, соответствующие условию фильтра
    // count - возвращает количество элементов в стриме
    // collect - преобразует stream в коллекцию или другую структуру данных
    // mapToInt - преобразовать объект в числовой стрим (стрим, содержащий числа)
    private static void testFilterAndCount() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test filter and count start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");
        Collection<People> peoples = Arrays.asList(
                new People("Вася", 16, Sex.MAN),
                new People("Петя", 23, Sex.MAN),
                new People("Елена", 42, Sex.WOMEN),
                new People("Иван Иванович", 69, Sex.MAN)
        );

        // Вернуть количество вхождений объекта
        long count = collection.stream().filter("a1"::equals).count();
        System.out.println("count = " + count); // напечатает count = 2

        // Выбрать все элементы по шаблону
        List<String> select = collection.stream().filter((s) -> s.contains("1")).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("select = " + select); // напечатает select = [a1, a1]

        // Выбрать мужчин-военнообязанных 
        List<People> militaryService = peoples.stream().filter((p)-> p.getAge() >= 18 && p.getAge() < 27
                && p.getSex() == Sex.MAN).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("militaryService = " + militaryService); // напечатает militaryService = [{name='Петя', age=23, sex=MAN}]

        // Найти средний возраст среди мужчин
        double manAverageAge = peoples.stream().filter((p) -> p.getSex() == Sex.MAN).
                mapToInt(People::getAge).average().getAsDouble();
        System.out.println("manAverageAge = " + manAverageAge); // напечатает manAverageAge = 36.0

        // Найти кол-во потенциально работоспособных людей в выборке (т.е. от 18 лет и учитывая что женщины выходят в 55 лет, а мужчина в 60)
        long peopleHowCanWork = peoples.stream().filter((p) -> p.getAge() >= 18).filter(
                (p) -> (p.getSex() == Sex.WOMEN && p.getAge() < 55) || (p.getSex() == Sex.MAN && p.getAge() < 60)).count();
        System.out.println("peopleHowCanWork = " + peopleHowCanWork); // напечатает manAverageAge = 2

    }

   // findFirst - возвращает первый Optional элемент из стрима
    // skip - пропускает N первых элементов (где N параметр метода)
    // collect преобразует stream в коллекцию или другую структуру данных
    private static void testFindFirstSkipCount() {
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");

        System.out.println("Test findFirst and skip start");
        // вернуть первый элемент коллекции
        String first = collection.stream().findFirst().orElse("1");
        System.out.println("first = " + first); // напечатает first = a1

        // вернуть последний элемент коллекции
        String last = collection.stream().skip(collection.size() - 1).findAny().orElse("1");
        System.out.println("last = " + last ); // напечатает last = a1

        // найти элемент в коллекции
        String find = collection.stream().filter("a3"::equals).findFirst().get();
        System.out.println("find = " + find); // напечатает find = a3

        // вернуть третий элемент коллекции по порядку
        String third = collection.stream().skip(2).findFirst().get();
        System.out.println("third = " + third); // напечатает third = a3

        System.out.println();
        System.out.println("Test collect start");
        // выбрать все элементы по шаблону
        List<String> select = collection.stream().filter((s) -> s.contains("1")).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("select = " + select); // напечатает select = [a1, a1]
    }

    // Метод Limit позволяет ограничить выборку определенным количеством первых элементов
    private static void testLimit() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test limit start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");

        // Вернуть первые два элемента
        List<String> limit = collection.stream().limit(2).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("limit = " + limit); // напечатает limit = [a1, a2]

        // Вернуть два элемента начиная со второго
        List<String> fromTo = collection.stream().skip(1).limit(2).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("fromTo = " + fromTo); // напечатает fromTo = [a2, a3]

        // вернуть последний элемент коллекции
        String last = collection.stream().skip(collection.size() - 1).findAny().orElse("1");
        System.out.println("last = " + last ); // напечатает last = a1
    }

    private enum Sex {
        MAN,
        WOMEN
    }

    private static class People {
        private final String name;
        private final Integer age;
        private final Sex sex;

        public People(String name, Integer age, Sex sex) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.sex = sex;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public Integer getAge() {
            return age;
        }

        public Sex getSex() {
            return sex;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    ", sex=" + sex +
                    '}';
        }
    }



3.2 Примеры использования distinct


Метод distinct возвращает stream без дубликатов, при этом для упорядоченного стрима (например, коллекция на основе list) порядок стабилен, для неупорядоченного — порядок не гарантируется. Рассмотрим результаты работы над коллекцией Collection ordered = Arrays.asList(«a1», «a2», «a2», «a3», «a1», «a2», «a2») и Collection nonOrdered = new HashSet<>(ordered).
Задача Код примера Результат
Получение коллекции без дубликатов из неупорядоченного стрима nonOrdered.stream().distinct().collect(Collectors.toList()) [a1, a2, a3] —
порядок не гарантируется
Получение коллекции без дубликатов из упорядоченного стрима ordered.stream().distinct().collect(Collectors.toList()); [a1, a2, a3] —
порядок гарантируется


Обратите внимание:
1. Если вы используете distinct с классом, у которого переопределен equals, обязательно так же корректно переопределить hashCode в соответствие с контрактом equals/hashCode (самое главное чтобы hashCode для всех equals объектов, возвращал одинаковое значение), иначе distinct может не удалить дубликаты (аналогично, как при использовании HashSet/HashMap),
2. Если вы используете параллельные стримы и вам не важен порядок элементов после удаления дубликатов — намного лучше для производительности сделать сначала стрим неупорядоченным с помощь unordered(), а уже потом применять distinct(), так как подержание стабильности сортировки при параллельном стриме довольно затратно по ресурсам и distinct() на упорядоченным стриме будет выполнятся значительно дольше чем при неупорядоченном,

Детальные примеры
Так же этот пример можно найти на github'e
// Метод distinct возвращает stream без дубликатов, при этом для упорядоченного стрима (например, коллекция на основе list) порядок стабилен , для неупорядоченного - порядок не гарантируется
    // Метод collect преобразует stream в коллекцию или другую структуру данных
    private static void testDistinct() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test distinct start");
        Collection<String> ordered = Arrays.asList("a1", "a2", "a2", "a3", "a1", "a2", "a2");
        Collection<String> nonOrdered = new HashSet<>(ordered);

        // Получение коллекции без дубликатов
        List<String> distinct = nonOrdered.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println("distinct = " + distinct); // напечатает distinct = [a1, a2, a3] - порядок не гарантируется

        List<String> distinctOrdered = ordered.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println("distinctOrdered = " + distinctOrdered); // напечатает distinct = [a1, a2, a3] - порядок гарантируется
    }



3.3 Примеры использования Match функций (anyMatch, allMatch, noneMatch)


Условие: дана коллекция строк Arrays.asList(«a1», «a2», «a3», «a1»), давайте посмотрим, как её можно обрабатывать используя Match функции

Задача Код примера Результат
Найти существуют ли хоть один «a1» элемент в коллекции collection.stream().anyMatch(«a1»::equals) true
Найти существуют ли хоть один «a8» элемент в коллекции collection.stream().anyMatch(«a8»::equals) false
Найти есть ли символ «1» у всех элементов коллекции collection.stream().allMatch((s) -> s.contains(«1»)) false
Проверить что не существуют ни одного «a7» элемента в коллекции collection.stream().noneMatch(«a7»::equals) true

Детальные примеры
Также этот пример можно найти на github'e
    // Метод anyMatch - возвращает true, если условие выполняется хотя бы для одного элемента
    // Метод noneMatch - возвращает true, если условие не выполняется ни для одного элемента
    // Метод allMatch - возвращает true, если условие выполняется для всех элементов
    private static void testMatch() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test anyMatch, allMatch, noneMatch  start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");

        // найти существуют ли хоть одно совпадение с шаблоном в коллекции
        boolean isAnyOneTrue = collection.stream().anyMatch("a1"::equals);
        System.out.println("anyOneTrue " + isAnyOneTrue); // напечатает true
        boolean isAnyOneFalse = collection.stream().anyMatch("a8"::equals);
        System.out.println("anyOneFlase " + isAnyOneFalse); // напечатает false

        // найти существуют ли все совпадения с шаблоном в коллекции
        boolean isAll = collection.stream().allMatch((s) -> s.contains("1"));
        System.out.println("isAll " + isAll); // напечатает false

        // сравнение на неравенство
        boolean isNotEquals = collection.stream().noneMatch("a7"::equals);
        System.out.println("isNotEquals " + isNotEquals); // напечатает true
    }



3.4 Примеры использования Map функций (map, mapToInt, FlatMap, FlatMapToInt)


Условие: даны две коллекции collection1 = Arrays.asList(«a1», «a2», «a3», «a1») и collection2 = Arrays.asList(«1,2,0», «4,5»), давайте посмотрим как её можно обрабатывать используя различные map функции

Задача Код примера Результат
Добавить "_1" к каждому элементу первой коллекции collection1.stream().map((s) -> s + "_1").collect(Collectors.toList()) [a1_1, a2_1, a3_1, a1_1]
В первой коллекции убрать первый символ и вернуть массив чисел (int[]) collection1.stream().mapToInt((s) -> Integer.parseInt(s.substring(1))).toArray() [1, 2, 3, 1]
Из второй коллекции получить все числа, перечисленные через запятую из всех элементов collection2.stream().flatMap((p) -> Arrays.asList(p.split(",")).stream()).toArray(String[]::new) [1, 2, 0, 4, 5]
Из второй коллекции получить сумму всех чисел, перечисленных через запятую collection2.stream().flatMapToInt((p) -> Arrays.asList(p.split(",")).stream().mapToInt(Integer::parseInt)).sum() 12

Обратите внимание: все map функции могут вернуть объект другого типа (класса), то есть map может работать со стримом строк, а на выходе дать Stream из значений Integer или получать класс людей People, а возвращать класс Office, где эти люди работают и т.п., flatMap (flatMapToInt и т.п.) на выходе должны возвращать стрим с одним, несколькими или ни одним элементов для каждого элемента входящего стрима (см. последние два примера).

Детальные примеры
Так же этот пример можно найти на github'e
    // Метод Map изменяет выборку по определенному правилу, возвращает stream с новой выборкой
    private static void testMap() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test map start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");
        // Изменение всех элементов коллекции
        List<String> transform = collection.stream().map((s) -> s + "_1").collect(Collectors.toList());
        System.out.println("transform = " + transform); // напечатает transform = [a1_1, a2_1, a3_1, a1_1]

        // убрать первый символ и вернуть числа
        List<Integer> number = collection.stream().map((s) -> Integer.parseInt(s.substring(1))).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("number = " + number); // напечатает transform = [1, 2, 3, 1]

    }

    // Метод MapToInt - изменяет выборку по определенному правилу, возвращает stream с новой числовой выборкой
    private static void testMapToInt() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test mapToInt start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");
        // убрать первый символ и вернуть числа
        int[] number = collection.stream().mapToInt((s) -> Integer.parseInt(s.substring(1))).toArray();
        System.out.println("number = " + Arrays.toString(number)); // напечатает number = [1, 2, 3, 1]

    }

    // Метод FlatMap - похоже на Map - только вместо одного значения, он возвращает целый stream значений
    private static void testFlatMap() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test flat map start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("1,2,0", "4,5");
        // получить все числовые значения, которые хранятся через запятую в collection
        String[] number = collection.stream().flatMap((p) -> Arrays.asList(p.split(",")).stream()).toArray(String[]::new);
        System.out.println("number = " + Arrays.toString(number)); // напечатает number = [1, 2, 0, 4, 5]
    }

    // Метод FlatMapToInt - похоже на MapToInt - только вместо одного значения, он возвращает целый stream значений
    private static void testFlatMapToInt() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test flat map start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("1,2,0", "4,5");
        // получить сумму всех числовые значения, которые хранятся через запятую в collection
        int sum = collection.stream().flatMapToInt((p) -> Arrays.asList(p.split(",")).stream().mapToInt(Integer::parseInt)).sum();
        System.out.println("sum = " + sum); // напечатает sum = 12
    }



3.5 Примеры использования Sorted функции


Условие: даны две коллекции коллекция строк Arrays.asList(«a1», «a4», «a3», «a2», «a1», «a4») и коллекция людей класса People (с полями name — имя, age — возраст, sex — пол), вида Arrays.asList( new People(«Вася», 16, Sex.MAN), new People(«Петя», 23, Sex.MAN), new People(«Елена», 42, Sex.WOMEN), new People(«Иван Иванович», 69, Sex.MAN)). Давайте посмотрим примеры как их можно сортировать:

Задача Код примера Результат
Отсортировать коллекцию строк по алфавиту collection.stream().sorted().collect(Collectors.toList()) [a1, a1, a2, a3, a4, a4]
Отсортировать коллекцию строк по алфавиту в обратном порядке collection.stream().sorted((o1, o2) -> -o1.compareTo(o2)).collect(Collectors.toList()) [a4, a4, a3, a2, a1, a1]
Отсортировать коллекцию строк по алфавиту и убрать дубликаты collection.stream().sorted().distinct().collect(Collectors.toList()) [a1, a2, a3, a4]
Отсортировать коллекцию строк по алфавиту в обратном порядке и убрать дубликаты collection.stream().sorted((o1, o2) -> -o1.compareTo(o2)).distinct().collect(Collectors.toList()) [a4, a3, a2, a1]
Отсортировать коллекцию людей по имени в обратном алфавитном порядке peoples.stream().sorted((o1,o2) -> -o1.getName().compareTo(o2.getName())).collect(Collectors.toList()) [{'Петя'}, {'Иван Иванович'}, {'Елена'}, {'Вася'}]
Отсортировать коллекцию людей сначала по полу, а потом по возрасту peoples.stream().sorted((o1, o2) -> o1.getSex() != o2.getSex()? o1.getSex().
compareTo(o2.getSex()): o1.getAge().compareTo(o2.getAge())).collect(Collectors.toList())
[{'Вася'}, {'Петя'}, {'Иван Иванович'}, {'Елена'}]


Детальные примеры
Так же этот пример можно найти на github'e
    // Метод Sorted позволяет сортировать значения либо в натуральном порядке, либо задавая Comparator
    private static void testSorted() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test sorted start");

        // ************ Работа со строками
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a4", "a3", "a2", "a1", "a4");

        // отсортировать значения по алфавиту
        List<String> sorted = collection.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
        System.out.println("sorted = " + sorted); // напечатает sorted = [a1, a1, a2, a3, a4, a4]

        // отсортировать значения по алфавиту и убрать дубликаты
        List<String> sortedDistinct = collection.stream().sorted().distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println("sortedDistinct = " + sortedDistinct); // напечатает sortedDistinct = [a1, a2, a3, a4]

        // отсортировать значения по алфавиту в обратном порядке
        List<String> sortedReverse = collection.stream().sorted((o1, o2) -> -o1.compareTo(o2)).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("sortedReverse = " + sortedReverse); // напечатает sortedReverse = [a4, a4, a3, a2, a1, a1]

        // отсортировать значения по алфавиту в обратном порядке  и убрать дубликаты
        List<String> distinctReverse = collection.stream().sorted((o1, o2) -> -o1.compareTo(o2)).distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println("distinctReverse = " + distinctReverse); // напечатает sortedReverse = [a4, a3, a2, a1]

        // ************ Работа с объектами
        // Зададим коллекцию людей
        Collection<People> peoples = Arrays.asList(
                new People("Вася", 16, Sex.MAN),
                new People("Петя", 23, Sex.MAN),
                new People("Елена", 42, Sex.WOMEN),
                new People("Иван Иванович", 69, Sex.MAN)
        );

        // Отсортировать по имени в обратном алфавитном порядке
        Collection<People> byName = peoples.stream().sorted((o1,o2) -> -o1.getName().compareTo(o2.getName())).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("byName = " + byName); // byName = [{name='Петя', age=23, sex=MAN}, {name='Иван Иванович', age=69, sex=MAN}, {name='Елена', age=42, sex=WOMEN}, {name='Вася', age=16, sex=MAN}]

        // Отсортировать сначала по полу, а потом по возрасту
        Collection<People> bySexAndAge = peoples.stream().sorted((o1, o2) -> o1.getSex() != o2.getSex() ? o1.getSex().
                compareTo(o2.getSex()) : o1.getAge().compareTo(o2.getAge())).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("bySexAndAge = " + bySexAndAge); // bySexAndAge = [{name='Вася', age=16, sex=MAN}, {name='Петя', age=23, sex=MAN}, {name='Иван Иванович', age=69, sex=MAN}, {name='Елена', age=42, sex=WOMEN}]
    }

    private enum Sex {
        MAN,
        WOMEN
    }

    private static class People {
        private final String name;
        private final Integer age;
        private final Sex sex;

        public People(String name, Integer age, Sex sex) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.sex = sex;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public Integer getAge() {
            return age;
        }

        public Sex getSex() {
            return sex;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    ", sex=" + sex +
                    '}';
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (!(o instanceof People)) return false;
            People people = (People) o;
            return Objects.equals(name, people.name) &&
                    Objects.equals(age, people.age) &&
                    Objects.equals(sex, people.sex);
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(name, age, sex);
        }
    }



3.6 Примеры использования Max и Min функций


Условие: дана коллекция строк Arrays.asList(«a1», «a2», «a3», «a1»), и коллекция класса Peoples из прошлых примеров про Sorted и Filter функции.

Задача Код примера Результат
Найти максимальное значение среди коллекции строк collection.stream().max(String::compareTo).get() a3
Найти минимальное значение среди коллекции строк collection.stream().min(String::compareTo).get() a1
Найдем человека с максимальным возрастом peoples.stream().max((p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge())).get() {name='Иван Иванович', age=69, sex=MAN}
Найдем человека с минимальным возрастом peoples.stream().min((p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge())).get() {name='Вася', age=16, sex=MAN}


Детальные примеры
Так же этот пример можно найти на github'e
    // Метод max вернет максимальный элемент, в качестве условия использует компаратор
    // Метод min вернет минимальный элемент, в качестве условия использует компаратор
    private static void testMinMax() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test min and max start");
        // ************ Работа со строками
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");

        // найти максимальное значение
        String max = collection.stream().max(String::compareTo).get();
        System.out.println("max " + max); // напечатает a3

        // найти минимальное значение
        String min = collection.stream().min(String::compareTo).get();
        System.out.println("min " + min); // напечатает a1

        // ************ Работа со сложными объектами

        // Зададим коллекцию людей
        Collection<People> peoples = Arrays.asList(
                new People("Вася", 16, Sex.MAN),
                new People("Петя", 23, Sex.MAN),
                new People("Елена", 42, Sex.WOMEN),
                new People("Иван Иванович", 69, Sex.MAN)
        );

        // найти человека с максимальным возрастом
        People older = peoples.stream().max((p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge())).get();
        System.out.println("older " + older); // напечатает {name='Иван Иванович', age=69, sex=MAN}

        // найти человека с минимальным возрастом
        People younger = peoples.stream().min((p1, p2) -> p1.getAge().compareTo(p2.getAge())).get();
        System.out.println("younger " + younger); // напечатает {name='Вася', age=16, sex=MAN}
    }


    private enum Sex {
        MAN,
        WOMEN
    }

    private static class People {
        private final String name;
        private final Integer age;
        private final Sex sex;

        public People(String name, Integer age, Sex sex) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.sex = sex;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public Integer getAge() {
            return age;
        }

        public Sex getSex() {
            return sex;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    ", sex=" + sex +
                    '}';
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (!(o instanceof People)) return false;
            People people = (People) o;
            return Objects.equals(name, people.name) &&
                    Objects.equals(age, people.age) &&
                    Objects.equals(sex, people.sex);
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(name, age, sex);
        }
    }



3.7 Примеры использования ForEach и Peek функций


Обе ForEach и Peek по сути делают одно и тоже, меняют свойства объектов в стриме, единственная разница между ними в том что ForEach терминальная и она заканчивает работу со стримом, в то время как Peek конвейерная и работа со стримом продолжается. Например, есть коллекция:
        Collection<StringBuilder> list = Arrays.asList(new StringBuilder("a1"), new StringBuilder("a2"), new StringBuilder("a3"));

И нужно добавить к каждому элементу "_new", то для ForEach код будет
        list.stream().forEachOrdered((p) -> p.append("_new")); // list - содержит [a1_new, a2_new, a3_new]

а для peek код будет
  List<StringBuilder> newList = list.stream().peek((p) -> p.append("_new")).collect(Collectors.toList()); // и list и newList содержат [a1_new, a2_new, a3_new]


Детальные примеры
Так же этот пример можно найти на github'e
    // Метод ForEach применяет указанный метод к каждому элементу стрима и заканчивает работу со стримом
    private static void testForEach() {
        System.out.println();
        System.out.println("For each start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");
        // Напечатать отладочную информацию по каждому элементу стрима
        System.out.print("forEach = ");
        collection.stream().map(String::toUpperCase).forEach((e) -> System.out.print(e + ",")); // напечатает forEach = A1,A2,A3,A1,
        System.out.println();

        Collection<StringBuilder> list = Arrays.asList(new StringBuilder("a1"), new StringBuilder("a2"), new StringBuilder("a3"));
        list.stream().forEachOrdered((p) -> p.append("_new"));
        System.out.println("forEachOrdered = " + list); // напечатает forEachOrdered = [a1_new, a2_new, a3_new]
    }

    // Метод Peek возвращает тот же стрим, но при этом применяет указанный метод к каждому элементу стрима
    private static void testPeek() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test peek start");
        Collection<String> collection = Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a1");
        // Напечатать отладочную информацию по каждому элементу стрима
        System.out.print("peak1 = ");
        List<String> peek = collection.stream().map(String::toUpperCase).peek((e) -> System.out.print(e + ",")).
                collect(Collectors.toList());
        System.out.println(); // напечатает peak1 = A1,A2,A3,A1,
        System.out.println("peek2 = " + peek); // напечатает peek2 = [A1, A2, A3, A1]

        Collection<StringBuilder> list = Arrays.asList(new StringBuilder("a1"), new StringBuilder("a2"), new StringBuilder("a3"));
        List<StringBuilder> newList = list.stream().peek((p) -> p.append("_new")).collect(Collectors.toList());
        System.out.println("newList = " + newList); // напечатает newList = [a1_new, a2_new, a3_new]
    }



3.8 Примеры использования Reduce функции


Метод reduce позволяет выполнять агрегатные функции на всей коллекцией (такие как сумма, нахождение минимального или максимального значение и т.п.), он возвращает одно значение для стрима, функция получает два аргумента — значение полученное на прошлых шагах и текущее значение.

Условие: Дана коллекция чисел Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 2) выполним над ними несколько действий используя reduce.

Задача Код примера Результат
Получить сумму чисел или вернуть 0 collection.stream().reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0) 12
Вернуть максимум или -1 collection.stream().reduce(Integer::max).orElse(-1) 4
Вернуть сумму нечетных чисел или 0 collection.stream().filter(o -> o % 2 != 0).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0) 4


Детальные примеры
Также этот пример можно найти на github'e
    // Метод reduce позволяет выполнять агрегатные функции на всей коллекцией (такие как сумма, нахождение минимального или максимального значение и т.п.)
    // Он возвращает одно Optional значение
    // map - преобразует один объект в другой (например, класс одного тип в другой)
    // mapToInt - преобразование объектов в числовой стрим (стрим, состоящий из значений int)
    private static void testReduce() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test reduce start");

        // ************ Работа с числовыми объектами
        Collection<Integer> collection = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 2);

        // Вернуть сумму
        Integer sum = collection.stream().reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0); // через stream Api
        Integer sumOld = 0; // по старому методу
        for(Integer i: collection) {
            sumOld += i;
        }
        System.out.println("sum = " + sum + " : " + sumOld); // напечатает sum = 12 : 12


        // Вернуть максимум
        Integer max1 = collection.stream().reduce((s1, s2) -> s1 > s2 ? s1 : s2).orElse(0); // через stream Api
        Integer max2 = collection.stream().reduce(Integer::max).orElse(0); // через stream Api используя Integer::max
        Integer maxOld = null; // по старому методу
        for(Integer i: collection) {
            maxOld = maxOld != null && maxOld > i? maxOld: i;
        }
        maxOld = maxOld == null? 0 : maxOld;
        System.out.println("max = " + max1 + " : " + max2 + " : " + maxOld); // напечатает max1 = 4 : 4 : 4

        // Вернуть минимум
        Integer min = collection.stream().reduce((s1, s2) -> s1 < s2 ? s1 : s2).orElse(0); // через stream Api
        Integer minOld = null; // по старому методу
        for(Integer i: collection) {
            minOld = minOld != null && minOld < i? minOld: i;
        }
        minOld = minOld == null? 0 : minOld;
        System.out.println("min = " + min+ " : " + minOld); // напечатает min = 1 : 1

        // Вернуть последний элемент
        Integer last = collection.stream().reduce((s1, s2) -> s2).orElse(0); // через stream Api
        Integer lastOld = null; // по старому методу
        for(Integer i: collection) {
            lastOld = i;
        }
        lastOld = lastOld == null? 0 : lastOld;
        System.out.println("last = " + last + " : " + lastOld); // напечатает last = 2 : 2

        // Вернуть сумму чисел, которые больше 2
        Integer sumMore2 = collection.stream().filter(o -> o > 2).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0);     // через stream Api
        Integer sumMore2Old = 0; // по старому методу
        for(Integer i: collection) {
            if(i > 2) {
                sumMore2Old += i;
            }
        }
        System.out.println("sumMore2 = " + sumMore2 + " : " + sumMore2Old); // напечатает sumMore2 = 7 : 7

        // Вернуть сумму нечетных чисел
        Integer sumOdd = collection.stream().filter(o -> o % 2 != 0).reduce((s1, s2) -> s1 + s2).orElse(0); // через stream Api
        Integer sumOddOld = 0; // по старому методу
        for(Integer i: collection) {
            if(i % 2 != 0) {
                sumOddOld += i;
            }
        }
        System.out.println("sumOdd = " + sumOdd + " : " + sumOddOld); // напечатает sumOdd = 4 : 4

        // ************ Работа со сложными объектами

        // Зададим коллекцию людей
        Collection<People> peoples = Arrays.asList(
                new People("Вася", 16, Sex.MAN),
                new People("Петя", 23, Sex.MAN),
                new People("Елена", 42, Sex.WOMEN),
                new People("Иван Иванович", 69, Sex.MAN)
        );

        // Найдем самого старшего мужчину
        int oldMan = peoples.stream().filter((p) -> p.getSex() == Sex.MAN).map(People::getAge).reduce((s1, s2) -> s1 > s2 ? s1 : s2).get();
        System.out.println("oldMan = " + oldMan); // напечатает 69

        // Найдем самого минимальный возраст человека у которого есть бука е в имени
        int younger = peoples.stream().filter((p) -> p.getName().contains("е")).mapToInt(People::getAge).reduce((s1, s2) -> s1 < s2 ? s1 : s2).orElse(0);
        System.out.println("younger = " + younger); // напечатает 23
    }

    private enum Sex {
        MAN,
        WOMEN
    }

    private static class People {
        private final String name;
        private final Integer age;
        private final Sex sex;

        public People(String name, Integer age, Sex sex) {
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.sex = sex;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }

        public Integer getAge() {
            return age;
        }

        public Sex getSex() {
            return sex;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    ", sex=" + sex +
                    '}';
        }

        @Override
        public boolean equals(Object o) {
            if (this == o) return true;
            if (!(o instanceof People)) return false;
            People people = (People) o;
            return Objects.equals(name, people.name) &&
                    Objects.equals(age, people.age) &&
                    Objects.equals(sex, people.sex);
        }

        @Override
        public int hashCode() {
            return Objects.hash(name, age, sex);
        }
    }



3.9 Примеры использования toArray и collect функции


Если с toArray все просто, можно либо вызвать toArray() получить Object[], либо toArray(T[]::new) — получив массив типа T, то collect позволяет много возможностей преобразовать значение в коллекцию, map'у или любой другой тип. Для этого используются статические методы из Collectors, например преобразование в List будет stream.collect(Collectors.toList()).

Давайте рассмотрим статические методы из Collectors:
Метод Описание
toList, toCollection, toSet представляют стрим в виде списка, коллекции или множества
toConcurrentMap, toMap позволяют преобразовать стрим в map
averagingInt, averagingDouble, averagingLong возвращают среднее значение
summingInt, summingDouble, summingLong возвращает сумму
summarizingInt, summarizingDouble, summarizingLong возвращают SummaryStatistics с разными агрегатными значениями
partitioningBy разделяет коллекцию на две части по соответствию условию и возвращает их как Map<Boolean, List>
groupingBy разделяет коллекцию на несколько частей и возвращает Map<N, List<T>>
mapping дополнительные преобразования значений для сложных Collector'ов


Теперь давайте рассмотрим работу с collect и toArray на примерах:
Условие: Дана коллекция чисел Arrays.asList(1, 2, 3, 4), рассмотрим работу collect и toArray с ней
Задача Код примера Результат
Получить сумму нечетных чисел numbers.stream().collect(Collectors.summingInt(((p) -> p % 2 == 1? p: 0))) 4
Вычесть от каждого элемента 1 и получить среднее numbers.stream().collect(Collectors.averagingInt((p) -> p — 1)) 1.5
Прибавить к числам 3 и получить статистику numbers.stream().collect(Collectors.summarizingInt((p) -> p + 3)) IntSummaryStatistics{count=4, sum=22, min=4, average=5.5, max=7}
Разделить числа на четные и нечетные numbers.stream().collect(Collectors.partitioningBy((p) -> p % 2 == 0)) {false=[1, 3], true=[2, 4]}


Условие: Дана коллекция строк Arrays.asList(«a1», «b2», «c3», «a1»), рассмотрим работу collect и toArray с ней
Задача Код примера Результат
Получение списка без дубликатов strings.stream().distinct().collect(Collectors.toList()) [a1, b2, c3]
Получить массив строк без дубликатов и в верхнем регистре strings.stream().distinct().map(String::toUpperCase).toArray(String[]::new) {A1, B2, C3}
Объединить все элементы в одну строку через разделитель: и обернуть тегами <b>… </b> strings.stream().collect(Collectors.joining(": ", "<b> ", " </b>")) <b> a1: b2: c3: a1 </b>
Преобразовать в map, где первый символ ключ, второй символ значение strings.stream().distinct().collect(Collectors.toMap((p) -> p.substring(0, 1), (p) -> p.substring(1, 2))) {a=1, b=2, c=3}
Преобразовать в map, сгруппировав по первому символу строки strings.stream().collect(Collectors.groupingBy((p) -> p.substring(0, 1))) {a=[a1, a1], b=[b2], c=[c3]}
Преобразовать в map, сгруппировав по первому символу строки и объединим вторые символы через : strings.stream().collect(Collectors.groupingBy((p) -> p.substring(0, 1), Collectors.mapping((p) -> p.substring(1, 2), Collectors.joining(":")))) {a=1:1, b=2, c=3}


Детальные примеры
Также примеры можно найти на github'e
    // Метод collect преобразует stream в коллекцию или другую структуру данных
    // Полезные статические методы из Collectors:
    // toList, toCollection, toSet - представляют стрим в виде списка, коллекции или множества
    // toConcurrentMap, toMap - позволяют преобразовать стрим в map, используя указанные функции
    // averagingInt, averagingDouble, averagingLong - возвращают среднее значение
    // summingInt, summingDouble, summingLong - возвращает сумму
    // summarizingInt, summarizingDouble, summarizingLong - возвращают SummaryStatistics с разными агрегатными значениями
    // partitioningBy - разделяет коллекцию на две части по соответствию условию и возвращает их как Map<Boolean, List>
    // groupingBy - разделить коллекцию по условию и вернуть Map<N, List<T>>, где T - тип последнего стрима, N - значение разделителя
    // mapping - дополнительные преобразования значений для сложных Collector'ов
    private static void testCollect() {
        System.out.println();
        System.out.println("Test distinct start");

        // ******** Работа со строками
        Collection<String> strings = Arrays.asList("a1", "b2", "c3", "a1");

        // Получение списка из коллекции строк без дубликатов
        List<String> distinct = strings.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
        System.out.println("distinct = " + distinct); // напечатает distinct = [a1, b2, c3]

        // Получение массива уникальных значений из коллекции строк
        String[] array = strings.stream().distinct().map(String::toUpperCase).toArray(String[]::new);
        System.out.println("array = " + Arrays.asList(array)); // напечатает array = [A1, B2, C3]

        // Объединить все элементы в одну строку через разделитель : и обернуть тегами <b> ... </b>
        String join = strings.stream().collect(Collectors.joining(" : ", "<b> ", " </b>"));
        System.out.println("join = " + join); // напечатает <b> a1 : b2 : c3 : a1 </b>

        // Преобразовать в map, где первый символ ключ, второй символ значение
        Map<String, String> map = strings.stream().distinct().collect(Collectors.toMap((p) -> p.substring(0, 1), (p) -> p.substring(1, 2)));
        System.out.println("map = " + map); // напечатает map = {a=1, b=2, c=3}

        // Преобразовать в map, сгруппировав по первому символу строки
        Map<String, List<String>> groups = strings.stream().collect(Collectors.groupingBy((p) -> p.substring(0, 1)));
        System.out.println("groups = " + groups); // напечатает groups = {a=[a1, a1], b=[b2], c=[c3]}

        // Преобразовать в map, сгруппировав по первому символу строки и в качестве значения взять второй символ объединим через :
        Map<String, String> groupJoin = strings.stream().collect(Collectors.groupingBy((p) -> p.substring(0, 1), Collectors.mapping((p) -> p.substring(1, 2), Collectors.joining(":"))));
        System.out.println("groupJoin = " + groupJoin); // напечатает groupJoin = groupJoin = {a=1/1, b=2, c=3}

        // ******** Работа с числами
        Collection<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);

        // Получить сумму нечетных чисел
        long sumOdd = numbers.stream().collect(Collectors.summingInt(((p) -> p % 2 == 1 ? p : 0)));
        System.out.println("sumOdd = " + sumOdd); // напечатает sumEven = 4

        // Вычесть к каждого элемента 1 и получить среднее
        double average = numbers.stream().collect(Collectors.averagingInt((p) -> p - 1));
        System.out.println("average = " + average); // напечатает average = 1.5

        // Прибавить к числам 3 и получить статистику
        IntSummaryStatistics statistics = numbers.stream().collect(Collectors.summarizingInt((p) -> p + 3));
        System.out.println("statistics = " + statistics); // напечатает statistics = IntSummaryStatistics{count=4, sum=22, min=4, average=5.500000, max=7}

        // Получить сумму четных чисел через IntSummaryStatistics
        long sumEven = numbers.stream().collect(Collectors.summarizingInt((p) -> p % 2 == 0 ? p : 0)).getSum();
        System.out.println("sumEven = " + sumEven); // напечатает sumEven = 6

        // Разделить числа на четные и нечетные
        Map<Boolean, List<Integer>> parts = numbers.stream().collect(Collectors.partitioningBy((p) -> p % 2 == 0));
        System.out.println("parts = " + parts); // напечатает parts = {false=[1, 3], true=[2, 4]}
    }



3.10 Пример создания собственного Collector'a


Кроме Collector'ов уже определенных в Collectors можно так же создать собственный Collector, Давайте рассмотрим пример как его можно создать.

Метод определения пользовательского Collector'a:

Collector<Тип_источника, Тип_аккумулятора, Тип_результата> сollector =  Collector.of(
                метод_инициализации_аккумулятора,
                метод_обработки_каждого_элемента,
                метод_соединения_двух_аккумуляторов,
                [метод_последней_обработки_аккумулятора]
        );


Как видно из кода выше, для реализации своего Collector'a нужно определить три или четыре метода (метод_последней_обработки_аккумулятора не обязателен). Рассмотрим следующий кода, который мы писали до Java 8, чтобы объединить все строки коллекции:

        StringBuilder b = new StringBuilder(); // метод_инициализации_аккумулятора
        for(String s: strings) {
            b.append(s).append(" , "); // метод_обработки_каждого_элемента,
        }
        String joinBuilderOld = b.toString(); // метод_последней_обработки_аккумулятора


И аналогичный код, который будет написан в Java 8

String joinBuilder = strings.stream().collect(
   Collector.of(
                StringBuilder::new, // метод_инициализации_аккумулятора
                (b ,s) -> b.append(s).append(" , "), // метод_обработки_каждого_элемента,
                (b1, b2) -> b1.append(b2).append(" , "), // метод_соединения_двух_аккумуляторов
                StringBuilder::toString // метод_последней_обработки_аккумулятора
        )
);


В общем-то, три метода легко понять из кода выше, их мы писали практически при каждой обработки коллекций, но вот что такое метод_соединения_двух_аккумуляторов? Это метод который нужен для параллельной обработки Collector'a, в данном случае при параллельном стриме коллекция может быть разделенной на две части (или больше частей), в каждой из которых будет свой аккумулятор StringBuilder и потом необходимо будет их объединить, то код до Java 8 при 2 потоках будет таким:

        StringBuilder b1 = new StringBuilder(); // метод_инициализации_аккумулятора_1        
        for(String s: stringsPart1) { //  stringsPart1 - первая часть коллекции strings
            b1.append(s).append(" , "); // метод_обработки_каждого_элемента,
        }

        StringBuilder b2 = new StringBuilder(); // метод_инициализации_аккумулятора_2        
        for(String s: stringsPart2) { //  stringsPart2 - вторая часть коллекции strings
            b2.append(s).append(" , "); // метод_обработки_каждого_элемента,
        }

        StringBuilder b = b1.append(b2).append(" , "), // метод_соединения_двух_аккумуляторов

        String joinBuilderOld = b.toString(); // метод_последней_обработки_аккумулятора


Напишем свой аналог Collectors.toList() для работы со строковым стримом:
 // Напишем свой аналог toList 
        Collector<String, List<String>, List<String>> toList = Collector.of(
                ArrayList::new, // метод инициализации аккумулятора
                List::add, // метод обработки каждого элемента
                (l1, l2) -> { l1.addAll(l2); return l1; } // метод соединения двух аккумуляторов при параллельном выполнении
        );
// Используем его для получение списка строк без дубликатов из стрима
        List<String> distinct1 = strings.stream().distinct().collect(toList);


Детальные примеры
Так же примеры можно найти на github'e
        // Напишем собственный Collector, который будет выполнять объединение строк с помощью StringBuilder
        Collector<String,StringBuilder, String> stringBuilderCollector =  Collector.of(
                StringBuilder::new, // метод инициализации аккумулятора
                (b ,s) -> b.append(s).append(" , "), // метод обработки каждого элемента
                (b1, b2) -> b1.append(b2).append(" , "), // метод соединения двух аккумуляторов при параллельном выполнении
                StringBuilder::toString // метод, выполняющийся в самом конце
        );
        String joinBuilder = strings.stream().collect(stringBuilderCollector);
        System.out.println("joinBuilder = " + joinBuilder); // напечатает joinBuilder = a1 , b2 , c3 , a1 ,

        // Аналог Collector'а выше стилем JDK7 и ниже
        StringBuilder b = new StringBuilder(); // метод инициализации аккумулятора
        for(String s: strings) {
            b.append(s).append(" , "); // метод обработки каждого элемента
        }
        String joinBuilderOld = b.toString(); // метод, выполняющийся в самом конце
        System.out.println("joinBuilderOld = " + joinBuilderOld); // напечатает joinBuilderOld = a1 , b2 , c3 , a1 ,

        // Напишем свой аналог toList для получение списка из коллекции строк без дубликатов
        Collector<String, List<String>, List<String>> toList = Collector.of(
                ArrayList::new, // метод инициализации аккумулятора
                List::add, // метод обработки каждого элемента
                (l1, l2) -> { l1.addAll(l2); return l1; } // метод соединения двух аккумуляторов при параллельном выполнении
        );
        List<String> distinct1 = strings.stream().distinct().collect(toList);
        System.out.println("distinct1 = " + distinct1); // напечатает distinct1 = [a1, b2, c3]


IV. Заключение


Вот и все. Надеюсь, моя небольшая шпаргалка по работе со stream api была для вас полезной. Все исходники есть на github'е, удачи в написании хорошего кода.

P.S. Список других статей, где можно прочитать дополнительно про Stream Api:
1. Processing Data with Java SE 8 Streams, Part 1 от Oracle,
2. Processing Data with Java SE 8 Streams, Part 2 от Oracle,
3. Полное руководство по Java 8 Stream

P.P.S. Так же советую посмотреть мой opensource проект useful-java-links — возможно, наиболее полная коллекция полезных Java библиотек, фреймворков и русскоязычного обучающего видео. Так же есть аналогичная английская версия этого проекта и начинаю opensource подпроект Hello world по подготовке коллекции простых примеров для разных Java библиотек в одном maven проекте (буду благодарен за любую помощь).

Используете ли вы уже Stream Api?

Проголосовало 549 человек. Воздержалось 96 человек.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Автор: @vedenin1980
Luxoft
рейтинг 129,07

Комментарии (15)

  • +2
    Проголосовал за production, но использую не Java 8 Stream, а библиотеку totallylazy ( https://github.com/bodar/totallylazy ) в сочетании с gradle-retrolambda, т.к. пишу под Android. Помимо Stream, которые там называются Sequence, там ещё много полезностей — в том числе, Option и Either.
    • +1
      Я пользуюсь Lightweight-Stream-API для андроида. Вы пользовались им? Если да, не могли бы вы описать, чем totallylazy отличается от урезанного Stream API?

      Я первый раз слышу о totallylazy, раньше думал, что Lightweight-Stream-API единственная библиотека. К тому же, в репозитории написано, что это то же Stream API из джавы, только переписанное, чтобы работало на семёрке. Что может быть лучше, чем код из самой джавы.
      • +1
        Нет, не пользовался, но, судя по примерам кода, работа с «потоками» очень похожа. Но totallylazy ориентирована на функциональное программирование вообще, а Lightweight-Stream-API — именно на «потоки». Поэтому в Lightweight-Stream-API вы не найдёте всяких функторов, монад и т.п.
        • +1
          Подскажите, пожалуйста, какие-нибудь туториалы по totallylazy, если знаете? Конкретнее, именно по функциональному программированию. Можно ли с помощью totallylazy сохранять функцию в переменную? Обязательно посмотрю, что эта ленивая библиотека из себя представляет.

          Спасибо!
          • +1
            По функциональному программированию вообще я бы рекомендовал бесплатную книгу «Learn You a Haskell for Great Good!» — http://learnyouahaskell.com/chapters
            Первые несколько глав дают общее представление о ФП, дальше начинается самый сок и нарастает хардкорность. Книга забавно иллюстрирована и вообще написана интересно и с юмором. Сразу скажу, после долгого использования императивного стиля функциональный даётся не сразу, мешает инертность мышления. Не жалейте времени, перечитайте непонятные вещи несколько раз, если нужно. Как писал автор одной книги по теории чисел: «Если вы читаете больше одной страницы в час, возможно, вы слишком спешите». Поищите туториалы на Youtube. Разнообразнее источники информации только улучшат понимание темы.

            Когда придёт понимание концепции ФП, для вас уже не будет проблемой использовать ту или иную библиотеку для этого — вы уже будете знать, что в ней искать и зачем. А по totallylazy я сам искал, но не нашёл — даже полноценных доков, не то что туториалов. Мои задачи она решает.

            Что касается сохранения функции в переменную, вам это позволяет и Java 8 с её Lambda, functional interfaces и method references. Пример для Android:

            final DialogInterface.OnClickListener clickListener = (dialog, which) -> {
                switch (which) {
                    ...
                }
            };
            
            final AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(context);
            builder.setPositiveButton(R.string.yes, clickListener);
            builder.setNegativeButton(R.string.no, clickListener);
            

            или вот ещё:

            class Example {
                static void doSomething() {
                    ...
                }
            }
            
            final Runnable action = Example::doSomething;
            

            Работает это потому, OnClickListener — интерфейс с одним методом, или «функциональный» интерфейс. Разумеется, Java в этом плане и рядом с Haskell не валялась, т.к. в последнем не нужны всякие специальные интерфейсы, и можно просто указать сигнатуру функции на месте типа, или вообще ничего не указывать, положившись на автоматическое выведение типов.
  • +1
    Ну Option и здесь есть (aka Optional), но лично мне не шибко нравится то, как это реализовано, в принципе. Если уж сделали в интерфейсах реализации по умолчанию, так можно было и стандартный Collections API доработать (для ленивых — интерфейс Iterator). Нет же, породили новую сущность. И всё равно реализация по умолчанию не является потокобезопасной. Казалось бы — зачем? и тут мы вспоминаем, что Java Collections API мутабельно чуть менее, чем полностью (а меньшая часть просто не даёт себя модифицировать).
    И да, Either здесь нет, но реализуется достаточно просто (правда, без sealed traits придётся повозиться, чтобы защитить иерархию классов от нежелательного расширения).
  • +1
    Насчет distinct(), мне кажется вы ошиблись. Я думаю «For ordered streams, the selection of distinct elements is stable (for duplicated elements, the element appearing first in the encounter order is preserved.) For unordered streams, no stability guarantees are made.» означет что distinct() гарантировано работает только если список отсортирован. На синтетических примерах с примитивами это не имеет значения, но я столкнулся с проблемой когда у меня список содержал кучу объектов с переопределенным equals(), но нереализованым компаратором для сортировки. Применение distinct() к такому списку не давала ничего. Из нескольких миллионов записей ни одна не убиралась.
    • +1
      Спасибо за замечание, но мне кажется в фразе «For ordered streams, the selection of distinct elements is stable (for duplicated elements, the element appearing first in the encounter order is preserved.) For unordered streams, no stability guarantees are made.» речь идет о таком свойстве сортировки как «Устойчивость (англ. stability) — устойчивая сортировка не меняет взаимного расположения элементов с одинаковыми ключами» вики.

      Это подтверждает и дальнейшее замечание в javadoc:
      API Note:
      Preserving stability for distinct() in parallel pipelines is relatively expensive (requires that the operation act as a full barrier, with substantial buffering overhead), and stability is often not needed. Using an unordered stream source (such as generate(Supplier)) or removing the ordering constraint with BaseStream.unordered() may result in significantly more efficient execution for distinct() in parallel pipelines, if the semantics of your situation permit. If consistency with encounter order is required, and you are experiencing poor performance or memory utilization with distinct() in parallel pipelines, switching to sequential execution with BaseStream.sequential() may improve performance.

      Очень странно что у вас distinct не работал, а можете дать пример вашего класса и несколько значений в личку?
    • +1
      Да, у вас hashCode тоже переопределен в соответствии с контрактами (в частности, что все equals объекты всегда имеют один и тот же hashCode)? Так как если я правильно понимаю работу distinct он работает по принципу HashSet, то есть сначала сортирует по hashCode, а уже потом среди объектов с одинаковым hashCode начинает проверять на equals, соответственно при нарушении контракта hashCode/equals ничего работать не будет.
      • +1
        Правда ваша. Я вышел из этой ситуации обернув класс в обертку перед distinct(), а обертка как раз добавляет equals и hashcode. Косяк конечно мой, но этот камень можете указать где-нибудь в примечаниях, что distict() работает на классах при наличии hashcode и equals. Хорошая у Вас статья, stream() очень приятная штука.
        • +1
          Ок, добавил примечание к distinct
  • +2
    А почему reduce() не в терминальных операциях?
    • +1
      Спасибо, поправил. Изначально я вообще забыл добавить recude в таблицу, а когда обнаружил вставил не в ту таблицу.
  • 0
    Важный момент:
    allMatch(условие) вернет true для пустого стрима!
    а anyMatch(то же условие) для пустого стрима вернет false!
    • 0

      Вообще, было бы странно, если бы оно работало иначе.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разработка