Jav8中，在核心类库中引入了新的概念，流（Stream）。流使得程序媛们得以站在更高的抽象层次上对集合进行操作。
今天，居士将主要介绍Steam类中对应集合上操作的几个重要的方法。
1、 Steam举例
对使用Java的程序媛们，当需要处理集合里的每一个数据时，通常是使用迭代，再对每个返回的元素进行处理。比如：
int count = 0;
ArrayList<String> nameList = new ArrayList<>();
nameList.add("仁昌居士");
nameList.add("仁昌居士");
nameList.add("痕无羽");
nameList.add("羽无痕");
for (String name: nameList) {
if(name.equals("仁昌居士"))
count++；
}
尽管这段代码思想上 并不难理解，但是存在几个问题：
(1) 从代码量上来看，每一次的循环集合类，都需要重复写很多的样板代码。
(2)对于for循环写的代码块，有些程序媛可能很难理解其编写意图。需要阅读整个循环体后，才能有一定的理解。假设只有一个for循环，相对理解并不难，但是当出现多层嵌套循环，那理解所花费的成本就大幅度提升了。
分析一下for循环的实现原理，可知是通过调用了iterator()方法，产生了一个Iterator对象，通过while方法遍历的显式调用这个对象的hasNext()和next()方法。以实现需求。这种遍历过程叫做外部遍历，是一种串行化操作。
Iterator<String> iterator = nameList.iterator();
while(iterator.hasNext()){
String name = iterator.next();
if(name.equals("仁昌居士")){
count++；
}
}
注意事项：为什么对for循环叫他外部遍历而不是外部迭代的原因？可见另一篇文章：还未写，周末写。
相对于外部遍历，还有一种方法叫做内部遍历。通过内部遍历，将上述代码实现为：
long count = nameList.stream().filter(name -> name.equals("仁昌居士"))
.count();
上述代码实际是三步，第一步：nameList创建了一个Stream实例，第二步：用fliter操作符过滤找出为“仁昌居士”的name，并转换成另外一个Stream，第三步：把Stream的里面包含的内容按照某种算法来成型成一个值，代码中式用count操作符计算有几个这样的name。
2、 惰性求值和及早求值
通常，在Java中调有一个方法，计算机会随机执行相应的操作，比如通过println在终端上输出一条信息。Stream里的方法则有些不同。比如说：
nameList.stream().filter(name -> name.equals("仁昌居士"))；
这行代码并没有通过fliter得到新的集合，只是对Stream进行了描述，这种方法叫做“惰性求值”方法，而之后的“.count()”使Stream产生了值的方法，叫做“及早求值”方法。
最好的验证方式就如下。
单纯的在filter中加入一条println语句：
nameList.stream()
.filter(name -> {
System.out.println(name);
return name.equals("仁昌居士");
});
运行结果是程序并没有输出对应信息。
再测试：在后面加入一个及早求值方法，如count()，将会得到输出结果。
nameList.stream()
.filter(name -> {
System.out.println(name);
return name.equals("仁昌居士");
})
.count();
想知道操作符是惰性求值操作符还是及早求值操作符，只需观察其返回值，如果返回值是Stream，则是惰性求值操作符；如果返回值是另一个类型或者是void，则是及早求值操作符。通过这种多个惰性求值操作符+一个及早求值操作符消费为结尾的链来得到想要的值，这个过程和建造者Builder模式很相似。建造者Builder模式就是通过使用一系列操作设置属性和配置，最后通过一个build方法，将对象真正创建出来。
3、 常用的Stream操作符
现在讲述几个比较常用的Stream API。
3.1 创建Stream操作符
3.1.1 of
Stream的of操作符，是将一组数据生成一个Stream。是一个惰性求值操作符。
Stream nameStream = Stream.of("仁昌居士","痕无羽","羽无痕");
3.1.2 generate
生成一个无限长度的Stream，其元素的生成是通过给定的Supplier（这个接口可以看成一个对象的工厂，每次调用返回一个给定类型的对象），也是一个惰性求值操作符。
Stream.generate(() -> Math.random());
生成一个无限长度的Stream，其中值是随机的。这个无限长度Stream是懒加载，一般这种无限长度的Stream都会配合Stream的limit()方法来用。
3.1.3 iterate
iterate操作符生成无限长度的Stream，和generator不同的是，其元素的生成是重复对给定的种子值(seed)调用用户指定函数来生成的。其中包含的元素可以认为是：seed，f(seed),f(f(seed))无限循环，也是惰性求值操作符
Stream.iterate(1, item -> item + 1).limit(10).forEach(System.out::println);
这段代码就是先获取一个无限长度的正整数集合的Stream，然后取出前10个打印。千万注意：使用limit方法，不然会无限打印下去。
3.2 转换Stream操作符
3.2.1 map
map操作符的作用就是将Stream中的每个值进行同一个操作的处理后，再将其转换为一个新的Stream，所以是惰性求值操作符。
List<String> list = Stream.of(1,2,3)
.map(integer -> String.valueOf(integer))
.collect(Collectors.toList());
看上面这段代码可知，通过map操作符和Lambda表达式将一个Integer类型的参数转成了一个String的返回值。参数和返回值直接不必是同一种类型，但是Lambda表达式，必须是Function接口（只包含一个参数的普通函数接口）的一个实例。
注意事项：用map操作符得到的还是Stream。
3.2.2 flatMap
flatMap操作符不同于map操作符将Stream中的值转换为新值，他能将多个Stream合成一个Stream，返回值也是Stream。是惰性求值操作符。
ArrayList<Integer> arrayList1 = new ArrayList<>();
arrayList1.add(1);
arrayList1.add(2);
ArrayList<Integer> arrayList2 = new ArrayList<>();
arrayList2.add(3);
arrayList2.add(4);
List<Integer> list3 = Stream.of(arrayList1,arrayList2)
.flatMap(numbers -> numbers.stream())
.collect(Collectors.toList());
通过stream()方法，将每个ArrayList转换成了Stream对象，其余部分由flatMap操作符处理，得到的Stream是Stream.of(1，2，3，4)。
3.2.3 distinct
distinct操作符，是对Stream中包含的元素进行去重操作（去重逻辑依赖元素的equals方法），新生成的Stream中没有重复的元素。是惰性求值操作符。
Stream stream = Stream.of(1, 2, 3, 4,1,2,2,3,4)
.distinct();
得到的Stream里面的元素只有1,2,3,4四个。重复的都被去掉了。
3.2.4 filter
fliter操作符，上文已经提及过了，是用于过滤的惰性求值操作符。
List<Integer> list = Stream.of(1,2,3)
.filter(integer -> integer >1)
.collect(Collectors.toList());
和map操作符相似，filter操作符接受一个函数为参数，该函数通过Lambda表达式表示，如这段代码，Lambda表达式将会对大于1的返回true，否则返回false。这段代码就是通过filter操作符过滤选择Lambda表达式返回值为true的元素保留生成新的Stream，并通过collect操作符得到符合要求的List。
3.2.5 peek
peek生成一个包含原Stream的所有元素的新Stream，同时会提供一个消费函数（Consumer实例），当最终用及早求值操作符消费此Stream时，新Stream每个元素都会执行给定的消费函数。是惰性求值操作符。
nameList.stream()
.filter(name -> name.equals("仁昌居士"))
.peek(name -> System.out.println(name))
.collect(Collectors.toList());
3.2.6 limit
limit对一个Stream进行截断操作，获取其前N个元素，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那就获取其所有的元素，是惰性求值操作符。
Stream stream = Stream.of(1, 2, 3, 4,5,6,7,8,9,10)
.limit(3);
得到的新的Stream的元素只有前3个。后面的被截断了。
3.2.7 skip
返回一个跳过原Stream的前N个元素后剩下元素组成的新Stream，如果原Stream中包含的元素个数小于N，那么返回空Stream，是惰性求值操作符。
Stream stream = Stream.of(1, 2, 3, 4,5,6,7,8,9,10)
.skip(3);
得到的新的Stream的元素只有后7个。前面的3个被跳过不要了。
3.3 成型（Reduce）Stream操作符
成型（Reduce）Stream操作符和.reduce()操作符是两个东西。
成型（Reduce）是个概念，我将其理解为将Stream在经过多次转换操作后确定最终成型得到一个特定的非Stream的结果。
而成型（Reduce）Stream操作符就是对Stream反复使用某个合并操作，把序列中的元素合并成一个整合结果的操作符。比如：max操作符、min操作符、sum操作符、count操作符、reduce()操作符、collect操作符等等。
注意事项：其中collect操作符和其他几个操作符不同。他最终成型的结果是一个可变的容器，比如Collection或者StringBuilder。
3.3.1 max和min
Stream中进行大小比较是比较常用的操作，所以有了max和min操作符，返回值类型是Optional，这是Java8防止出现NPE的一种可行方法，后面的文章会详细介绍，这里就简单的认为是一个容器，其中可能会包含0个或者1个对象。。
查找Stream中的最大或最小元素，就要考虑是用什么作为排序的指标。
Integer integer3 = Stream.of(1, 2, 3, 4)
.min((x,y) -> x.compareTo(y))
.get();
通过比较两个对象的值的大小，来得到最小值。对于这个指标，也可以通过Comparator对象。
Integer integer = Stream.of(1, 2, 3, 4)
.min(Comparator.naturalOrder())
.get();
max和min方法同理，意思也一目了然，所以不用过多描述，都是及早求值操作符。
3.3.2 sum
sum操作符不是所有的Stream对象都有的，只有IntStream、LongStream和DoubleStream是实例才有。
int sum = IntStream.of(1, 2, 3, 4,5,6,7,8,9,10)
.sum ();
sum为55。求和的及早求值操作符。
3.3.3 count
count操作符不是求Stream中元素的数量。
long count= Stream.of(0,1, 2, 3, 4,5,6,7,8,9)
.count();
count为10。求元素个数的及早求值操作符。
3.3.4 reduce
reduce操作符是及早求值操作符，接受一个元素序列为输入，反复使用某个合并操作，把序列中的元素合并成一个汇总的结果，其生成的值不是随意的，而是根据指定的计算模型。像之前的count、min、max操作符都是reduce操作。
reduce方法有三个override的方法。
Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);
T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);
<U> U reduce(U identity,BiFunction<U, ? super T, U> accumulator,BinaryOperator<U> combiner);
先来看reduce方法的第一种形式，其方法定义如下：
Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator);
接受一个BinaryOperator类型的参数，在使用的时候我们可以用lambda表达式来。
Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10).reduce((sum, item) -> sum + item).get();
结果都为55。
可以看到reduce方法接受一个函数，这个函数有两个参数，第一个参数是上次函数执行的返回值（也称为中间结果），第二个参数是stream中的元素，这个函数把这两个值相加，得到的和会被赋值给下次执行这个函数的第一个参数。要注意的是：第一次执行的时候第一个参数的值是Stream的第一个元素，第二个参数是Stream的第二个元素。这个方法返回值类型是Optional。
再来看reduce方法的第二种形式，其方法定义如下：
T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);
与第一种变形相同的是都会接受一个BinaryOperator函数接口，不同的是其会接受一个identity参数，用来指定Stream循环的初始值。如果Stream为空，就直接返回该值。另一方面，该方法不会返回Optional，因为该方法不会出现null。
Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10).reduce(1, (sum, item) -> sum + item)).get();
结果都为56。
变形1，未定义初始值，从而第一次执行的时候第一个参数的值是Stream的第一个元素，第二个参数是Stream的第二个元素。
变形2，定义了初始值，从而第一次执行的时候第一个参数的值是初始值，第二个参数是Stream的第一个元素。
<U> U reduce(U identity,BiFunction<U, ? super T, U> accumulator,BinaryOperator<U> combiner);
对于第三种变形，我们先看各个参数的含义，第一个参数类型是实际返回实例的数据类型，同时其为一个泛型也就是意味着该变形的可以返回任意类型的数据，第二个参数累加器accumulator，可以使用二元?表达式（即二元lambda表达式），声明你在u上累加你的数据来源t的逻辑，例如(u,t)->u.sum(t),此时lambda表达式的行参列表是返回实例u和遍历的集合元素t，函数体是在u上累加t，第三个参数组合器combiner，同样是二元?表达式，(u,t)->u， 是用来处理并发操作的。因为Stream是支持并发操作的，为了避免竞争，对于reduce线程都会有独立的result，combiner的作用在于合并每个线程的result得到最终结果。这也说明了了第三个函数参数的数据类型必须为返回数据类型了。代码并不好举例，先不距离，在以后的讲解中会提及。
3.3.5 collect
collect操作符：是一个及早求值操作符。它可以把Stream中的要有元素收集到一个结果容器中（比如Collection）。先看一下最通用的collect方法的定义（还有其他override方法）。
<R> R collect(Supplier<R> supplier, BiConsumer<R, ? super T> accumulator, BiConsumer<R, R> combiner);
先来看看这三个参数的含义：Supplier supplier是一个工厂函数，用来生成一个新的容器；BiConsumer accumulator也是一个函数，用来把Stream中的元素添加到结果容器中；BiConsumer combiner还是一个函数，用来把中间状态的多个结果容器合并成为一个（并发的时候会用到）。
List<Integer> numsWithoutNull = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
.collect(() -> new ArrayList<Integer>(),(list, item) -> list.add(item),(list1, list2) -> list1.addAll(list2));
上面这段代码就是把一个元素是Integer类型的List收集到一个新的List中。进一步看一下collect方法的三个参数，都是lambda形式的函数。
第一个函数生成一个新的ArrayList实例；
第二个函数接受两个参数，第一个是前面生成的ArrayList对象，二个是stream中包含的元素，函数体就是把stream中的元素加入ArrayList对象中。第二个函数被反复调用直到原stream的元素被消费完毕；
第三个函数也是接受两个参数，这两个都是ArrayList类型的，函数体就是把多个ArrayList容器合并成为一个。
但是上面的collect方法调用有些复杂了，有更简单的override方法，其依赖Collector。
<R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);
进一步，Java8还给我们提供了Collector的工具类–Collectors，其中已经定义了一些静态工厂方法，比如：Collectors.toCollection()收集到Collection中, Collectors.toList()收集到List中和Collectors.toSet()收集到Set中，等等。这样的静态方法还有很多，这里就不一一介绍了，大家可以直接去看文档。下面看看使用Collectors对于代码的简化：
List<Integer> numsWithoutNull = Stream.of(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
.collect(Collectors.toList());
这段代码将of()操作符得到的Stream，用collect(Collectors.toList())操作符从Stream中生成一个List。
4、 性能问题
完成了上述的讲解，会发现在使用操作符时，会出现对于一个Stream进行多次转换操作，每次都对Stream的每个元素进行转换，而且是执行多次，这样时间复杂度就是一个for循环里把所有操作都做掉的N（转换的次数）倍啊。其实不是这样的，转换操作都是lazy的，多个转换操作只会在成型（Reduce）操作的时候融合起来，一次循环完成。我们可以这样简单的理解，Stream里有个操作函数的集合，每次转换操作就是把转换函数放入这个集合中，在成型（Reduce）操作的时候循环Stream对应的集合，然后对每个元素一次性执行所有的操作。
5、总结
对于Stream，单纯的书面理解是很难明白的，码字看方法才是最好的学习方法。所以我的御姐儿，你还是多码码代码吧。本居士很忙的啊。
