本文内容
- 引入
- 測試資料
- collect(toList())
- map
- filter
- flatMap
- max 和 min
- reduce
- 整合操作
- 參考資料
Java 8 對核心類庫的改進主要包括集合類的 API 和新引入的流（Stream）。流使得程式員得以站在更高的抽象層次上對集合進行操作。
本文主要介紹 java.util.stream 中 Lambdas 表達式的使用。
下載下傳 Demo
假設有個藝術家的清單集合，後面會給出定義（藝術家包含名字，歌曲，國籍等屬性），在此先借用一下。若計算來自 UK 的藝術家的人數，如下代碼所示：
int count = 0; for (Artist artist : allArtists) { if (artist.isFrom("UK")) { count++; } } 很“簡單”、很“标準”的寫法，無非是周遊一遍，如果是來自 UK 的，計數就增 1。
這段代碼是指令式的程式設計，包含太多樣闆代碼，但樣闆代碼模糊了代碼的本意，無法流暢地表達程式員的意圖。總體來看，for 循環會将行為和方法混為一談。個人認為，行為比方法抽象層次要高，一個行為可以由多個方法構成，也就是說，一個行為可能會經由多個方法來完成。
for 循環其實是一個封裝了疊代的文法糖。如下代碼所示：
int count = 0; Iterator<Artist> iterator = allArtists.iterator(); while (iterator.hasNext()) { Artist artist = iterator.next(); if (artist.isFrom("UK")) { count++; } } 無論如何，上面的方式都不能達到抽象的目的，無法流程地表達意圖，而且，本質上都是一種串行化的操作。
下面用 Java 8 新特性 Stream 的方式實作上面功能，如下代碼所示：
long count = allArtists.stream().filter(artist -> artist.isFrom("UK")).count(); 能夠清晰地表達意圖；如果想并行，可以在 Stream 上調用 Parallel 方法，再執行後續操作。
整個過程被分解為兩個更簡單的操作：過濾和計數，看似化簡為繁，多了一步，好像是執行了兩次循環，而事實上，類庫設計更精妙，隻需對藝術家集合疊代一次。
這也是函數式程式設計的思想，假如給定一個名稱清單，有的隻有一個字元。現要求用逗号做分割符，并傳回清單中的名稱，字元串中不包含單字母名稱，每個名稱的首字母都大寫。代碼很容易寫，關鍵在于用什麼思想。這裡本質上執行了三個任務：篩選，清單以消除單字元，将清單中每個名稱的首字母變換 為大寫，然後将清單轉化 為一個字元串。在指令式語言中，不得不為三個任務都使用同一低級機制（對清單進行疊代）。函數式語言将篩選、變換和轉化視為常見操作，是以它們提供給您從不同視角解決問題的方式。
Scala 分别為篩選、變換和轉化概念使用了行業通用的名稱，即 filter、map 和 reduce。你會下接下來的 Java 8 中看到類似的類庫。
Track、Album、Artist 類的具體定義，檢視 Demo。你可以想象，假設你有一張 CD，Album 是專輯，就是這張 CD；一個 Album 包含多個音樂，Track 就是每個音樂，其包含音樂名和時長；Artist 就是張 CD 的藝術家，他可能是個人，也可能是團隊。
package com.example.java8lambdas.data; import java.util.Arrays; import java.util.List; import java.util.stream.Stream; import com.example.java8lambdas.base.Album; import com.example.java8lambdas.base.Artist; import com.example.java8lambdas.base.Track; import static java.util.Arrays.asList; public class SampleData { public static final Artist johnColtrane = new Artist("John Coltrane", "US"); public static final Artist johnLennon = new Artist("John Lennon", "UK"); public static final Artist paulMcCartney = new Artist("Paul McCartney", "UK"); public static final Artist georgeHarrison = new Artist("George Harrison", "UK"); public static final Artist ringoStarr = new Artist("Ringo Starr", "UK"); public static final List<Artist> membersOfTheBeatles = Arrays.asList(johnLennon, paulMcCartney, georgeHarrison, ringoStarr); public static final Artist theBeatles = new Artist("The Beatles", membersOfTheBeatles, "UK"); public static final Album aLoveSupreme = new Album("A Love Supreme", asList(new Track("Acknowledgement", 467), new Track("Resolution", 442)), asList(johnColtrane)); public static final Album sampleShortAlbum = new Album("sample Short Album", asList(new Track("short track", 30)), asList(johnColtrane)); public static final Album manyTrackAlbum = new Album( "sample Short Album", asList(new Track("short track", 30), new Track("short track 2", 30), new Track("short track 3", 30), new Track("short track 4", 30), new Track("short track 5", 30)), asList(johnColtrane)); public static Stream<Album> albums = Stream.of(aLoveSupreme); public static Stream<Artist> threeArtists() { return Stream.of(johnColtrane, johnLennon, theBeatles); } public static List<Artist> getThreeArtists() { return Arrays.asList(johnColtrane, johnLennon, theBeatles); } public static List<Album> getAlbum() { return Arrays.asList(aLoveSupreme, sampleShortAlbum, manyTrackAlbum); } } 由Stream 裡的值生成一個清單，這是一個及早求值操作。很多 Stream 操作都是惰性求值，是以，調用 Stream 上的一系列方法後，還需要最後再調用一個類似 collect 的及早求值方法。
所謂，惰性求值方法，最終不産生新集合的方法，Stream 大部分方法都是惰性求值；而像 count 這樣最終會從 Stream 産生值的方法是及早求值方法。判斷一個操作是惰性求值還是及早求值，隻需看它的傳回值。如果傳回值是 Stream，那麼就是惰性求值；否則，就是及早求值。
Stream.of(johnColtrane, johnLennon, theBeatles).collect(toList()) 把三個藝術家變成一個 List<Artist> 集合。
将一種類型的值轉換成另一種類型，也就是，将一個流中的值轉換成一個新的流。若有一個 List<Artist> 清單 artists，則
List<String> collects = artists.stream().map(artist -> artist.getName()).collect(toList()); 傳回所有藝術家的名字。注意，傳回的是字元串清單。藝術家包含衆多屬性，但最後我需要的隻是他們的名字。
Java 8 引入了方法引用的概念，是以，上面的代碼也可以寫成，“類名::方法”的形式：
artists.stream().map(Artist::getName).collect(toList()); map，映射，也可以完成資料類型轉換，如下面代碼，将字元串轉換成大寫；将字元串轉換成整型；将十六進制轉換成十進制：
List<String> strArr = Stream.of("a", "b", "c").map(s -> s.toUpperCase()).collect(toList()); Assert.assertEquals(Arrays.asList("A", "B", "C"), strArr); List<Integer> iArr = Stream.of("1", "2", "3").map(s -> Integer.valueOf(s)).collect(toList()); Assert.assertEquals(Arrays.asList(1, 2, 3), iArr); List<Integer> iArr2 = Stream.of("0A", "0B", "0C").map(s -> Integer.valueOf(s, 16)).collect(toList()); Assert.assertEquals(Arrays.asList(10, 11, 12), iArr2); 周遊并檢查元素。保留 Stream 中的一些元素，而過濾掉其他的。若有一個 List<Artist> 清單 artists，則
List<Artist> collect = artists.stream().filter(artist -> "UK".equals(artist.getNationality())).collect(toList()); 傳回所有國籍為 UK 的藝術家清單。
可用 Stream 替換值，将多個 Stream 連接配接成一個 Stream。若有兩個藝術家 List<Artist> 清單 artists1 和 artists2，則
List<Artist> collect = Stream.of(artists1, artists2).flatMap(numbers -> numbers.stream()).collect(toList()); 傳回兩個藝術家清單的集合。
求最大值和最小值。若有三首音樂，則
List<Track> tracks = Arrays.asList(new Track("Bakai", 524), new Track("Violets for Your Furs", 378), new Track("Time Was", 541)); Track shortestTrack = tracks.stream().min(Comparator.comparing(track -> track.getLength())).get(); 傳回時長最小的音樂。
歸約，可以實作從一組值中生成一個值。Stream 的 count、min、max 方法，事實上，都是 reduce 操作。如下所示，累加：
int sum = Stream.of(1, 2, 3).reduce(0, (acc, element) -> acc + element); 下面再看另一個例子。假如，找出某張專輯上所有樂隊的國籍。可将這個問題分解為如下步驟：
- 找出專輯上的所有表演者；
- 分辨哪些表演者是樂隊；
- 找出每個樂隊的國籍；
- 将找到的國籍放入一個集合。
Set<String> collect = album.getMusicians().filter(artist -> artist.getName().startsWith("The")) .map(artist -> artist.getNationality()).collect(toSet()); 說明：
- 藝術家清單既有個人，也有樂隊，可以認為“The”開頭的是樂隊。
- Album 類的 getMusicians 方法傳回的是 Stream 對象。這讓我們看到，暴露 Stream 集合也許要比暴露 List 或 Set 對象更好，其最大優點在于，很好地封裝了内部實作的資料結構。使用者在實際操作中無論如何使用，對不會影響到内部的 List 或 Set。
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