Skip to content

Latest commit

 

History

History
169 lines (137 loc) · 12.9 KB

streamapi.md

File metadata and controls

169 lines (137 loc) · 12.9 KB

Stream API

Stream API - механізм обробки даних у функціональному стилі в java8. Дозволяє спростити обробку даних. Найчастіше застосовується для обробки колекцій та файлів, але може бути застосований до будь-якого джерела даних. Ключовим поняттям Stream API є потік stream - можливість почергового (або одночасного) отримання елемента даних для подальшої обробки. Stream є альтернативою до ітераторів (iterator). В той час, як ітератор є зовнішньою процедурою перебору даних в колекції, стрім є методом внутрішнього ітерування.

Різниця між Stream та Iterator Різниця між зовнішньою та внутрішньою ітерацією з точки зору реалізації є інтерфейси, що лежать в основі цих механізмів. Для зовнішньої реалізації використовують Iterator<T>, а для внутрішньої Spliterator<T>.

StreamAPI побудований на основі інтерфейсу BaseStream<T, S extends BaseStream<T,S>>, в ньому визначені методи для створення і роботи з потоками даних. Ці методи можна поділити на дві категорії:

  • Проміжні (intermediate) - обробляють елементи що поступають, і повертають stream. Проміжних методів може бути кілька. Створюють послідовність операцій по якій обробляються дані. Умовно можна поділити по функціоналу на наступні карегорії: фільтрація, зміна, впорядкування даних.
  • Термінальні (terminal) - обробляють елементи та завершують ланцюжок обробки стріма. Термінальний метод може бути лиш один. За функціональністю можна умовно розділити на: акумуляція даних, збереження даних, генерація результатів на основі даних.

Методи BaseStream: void close(), boolean isParallel(), Iterator<T> iterator() - термінальний, S (Stream) onClose(), S parallel(), S sequential(), Spliterator<T> spliterator() - термінальний, S unordered().

На основі BaseStream та його методів, створений Stream<T>.

Як створити Stream

  • Collection - stream(), parallelStream().
  • Array - Array.stream(Object[]).
  • Static methods - IntStream.range(int, int), StreamOf(Object[]).
  • File - File.lines().

Проміжні методи для фільтрацій даних

  • Stream<T> filter(Predicate<? Super T> predicate)
  • Stream<T> distinct() - повертає той самий потік без дублювання.
  • Stream<T> limit(long maxSize) - повертає тільки перші n елементів.
  • Stream<T> skip(long n) - пропускає перші n елементів.
  • default Stream<T> dropWhile(Predicate<? Super T> predicate) - видаляє з потоку елементи, поки реалізація предикату повертає true. Як тільки предикат повертає false, поточний елемент і всі наступні залишаються.
  • default Stream<T> takeWhile(Predicate<? Super T> predicate) - навпаки залишає в потоці елементи, поки реалізація предикату повертає true.

Проміжні методи можна застосовувати кілька разів підряд.

        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, null, 4, 7, 8);
        List<Integer> newList = list.stream()
                .filter(Objects::nonNull)
                .filter(e -> e > 5)
                .collect(Collectors.toList());

Проміжні методя для зміни потоку

Проміжні методя для зміни потоку призначені для генерації нового потоку на основі існуючого, злиття кількох потоків, або створення нового потоку.

  • <R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper) - зміна типу даних потоку на основі Function.
  • <R> Stream<R> flatMap(Function<? super T, ? extends R> mapper) - створює окремий потік на основі кожного елементу даного потоку, і потім об'єднує всі потоки в один.
  • static <T> Stream<T> of(T t) - потік з одного елементу.
  • static <T> Stream<T> of(T... values) - потік з кількох елементів.
  • ...
        List<String> l = List.of("Mercury", "Venus", "Earth", "Mars");
        Stream<Integer> s = l.stream().map(p -> p.length()); // Stream<String> -> Stream<Integer>
        s.forEach(System.out::println); // 7, 5, 5, 4

        String[] array = new String[] {"Mercury", "Earth", "Mars"};
        IntStream is = Arrays.stream(array).flatMapToInt(p -> p.codePoints());
        is.forEach(System.out::println); // 77, 101, 114, 99, 117, 114, 121, 69, 97...

        List<List<Integer>> result = List.of(Arrays.asList(1), Arrays.asList(2, 3));
        List<Object> flat = result.stream()
                .flatMap(List::stream)
                .collect(Collectors.toList()); \\ [1, 2, 3]

Проміжні методи для зміни порядку потоку

Потоки можуть як зберігати порядок слідування даних, так і не зберігати. В загальному випадку, якщо потік був створений на основі структури, що зберігає порядок, то і сам потік також зберігає порядок.

  • S unordered() - повертає еквівалентний потік в якому не зберігається порядок слідування.
  • Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator) - сортування на основі Comparator.
  • Stream<T> sorted() - сортування на основі Comparable.

Термінальні методи що повертають один результат

Термінальні методи - методи, що обробляють елементи потоку та завершують його роботу. Термінальний метод може бути тільки один.

  • boolean allMatch(Predicate<? super T> predicate) - повертає true якщо всі елементи потоку задовольняють предикат.
  • boolean anyMatch(Predicate<? super T> predicate) - повертає true якщо хоча б один елемент потоку задовольняє предикат.
  • boolean noneMatch(Predicate<? super T> predicate) - повертає true якщо жоден елемент потоку не задовольняє предикат.
  • Optional<T> findAny() - повертає Optional, якщо елемент є в потоці, або пустий, якщо немає.
  • Optional<T> findFirsty() - повертає Optional з першим елементом в потоці, якщо елемент є в потоці, або пустий, якщо немає.
  • long count() - повертає кількість елементів в потоці.
  • Optional<T> max(Comparator<? super T> comparator) - повертає максимальний елемент з потоку.
  • Optional<T> min(Comparator<? super T> comparator)

Акумулюючі термінальні методи

  • Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator) - Створює результат акумулюючи елементи потоку. Над елементами потоку виконується операція передана через бінарний оператор accumulator. В якості базового елемента береться перший елемент в потоці. (Приклад: додати всі елементи потоку).
  • T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator) - Аналогічний до попереднього методу, але базовий елемент задається явно.
  • U <U> reduce(U identity, BiFunction<U, ? super T,U> accumulator, BinaryOperator<U> combiner) - результат може бути іншого типу ніж елементи потоку. Третій параметр використовується для паралельних потоків.
        List<Integer> l = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        BinaryOperator<Integer> add = (a, b) -> a + b;
        Optional<Integer> sum = l.stream()
                .filter(e -> e%2 ==0)       // {2, 4, 6 ,8, 10}
                .reduce(add);               // 2 + 4 + 6 + 8 + 10 = 30
        System.out.println(sum.get());      // 30

        List<String> l = List.of("World", "!");
        String result = l.stream().reduce("Hello", (a,b) -> a + " " + b);
        System.out.println(result);         // Hello World !

        List<String> l = List.of("hello", "world");
        Integer sum = l.stream()
                .reduce(0, (s,e) -> s + e.length(), Integer::sum);
        System.out.println(sum);        //10

Термінальні методи Collect

Термінальні методи Collect - використовуються для акумулювання потоку в ту чи іншу структуру даних.

  • <R> R collect(Supplier<R> supplier, BiConsumer<R, ? super T> accumulator, BiConsumer<R,R> combiner) - supplier створює структуру даних в яку пакуюьться результати, accumulator - додає елемент потоку в створену саплаєром структуру (після обробки), combiner використовується у випадку паралельних потоків для збору результатів.
  • <R,A> R collect(Collector(?, super T,A,R) collector) - акумулює потік в структуру даних, використовуючи інтерфейс Collector.

Клас Collectors

Клас Collectors - містить велику кількість статичних методів, що повертають реалізацію інтерфейсу Collector. Методи цього класу значно спрощують використання акумулюючих термінальних методів.

Методи для збору в Collection
  • static<T,C extends Collection<T>> Collector<T,?,C> toCollection(Supplier<C> collectionFactory)
  • static <T> Collector<T,?,List<T>> toList()
  • static <T> Collector<T,?,Set<T>> toSet()
  • static <T> Collector<T,?,List<T>> toUnmodifiableList()
  • static <T> Collector<T,?,Set<T>> toUnmodifiableSet()
Методи для збору в Map
  • static <T,K,U> Collector<T,?,Map<K,U>> toMap(Function<? super T,? extends K> keyMapper, Function<? super T,? extends U> valueMapper)
  • ...
        String s = "fjksnfskldnfslknfsklawerase";
        Map<String, Integer> m = Arrays.asList(s.split("")).stream()
                .collect(Collectors.toMap(Function.identity(), e -> 1, (a, b) -> a+b));
        System.out.println(m);      // {a=2, r=1, s=5, d=1, e=2, f=4, w=1, j=1, k=4, l=3, n=3}
Методи для групування даних в Map
  • static <T,K> Collector<T,?,Map<K,List<T>>> groupingBy(Function<? super T,? extends K> classifier)
  • ...

Методи для бінарного групування в Map

  • static <T> Collector<T,?,Map<Boolean,List<T>>> partitioningBy(Predicate<? super T> predicate)

Методи для акумулювання даних

  • static <T> Collector<T,?,Optional<T>> reducing(BinaryOperator<T> op) ...

Термінальні методи, що виконують дії над елементами потоків

  • void forEach(Consumer<? super T> action)
  • void forEachOrdered(Consumer<? super T> action)
  • Object[] toArray()

Примітивні спеціалізації Stream

  • static <T> Stream<T> of(T t)
  • static <T> Stream<T> of(T... values)
  • static IntStream range(int startInclusive, int endExclusive)