java8实战读书笔记：数值流、Stream创建与Optional类的使用
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本节将详细介绍Java8中的数值流、流的创建与Optional类的使用。
数值流
不知大家还记不得，在介绍函数式编程接口中为了避免基础数据类型的装箱/拆箱带来的性能损耗，特意为函数式接口引入了基础数据类型的函数式编程接口，例如IntPredicate、LongPredicate、DoublePredicate。同样，流API也考虑到基本数据类型的装箱/拆箱会带来性能损耗，引入了数值流，例如IntStream、LongStream、DoubleStream。
1.1 原始数据特化流
java8中提供了3个原始数据特化流，分别为IntStream、LongStream、DoubleStream。本文将以IntStream进行讲解，其他流类似，只是数据类型分别代表Long或Double。
1.1.1 映射到数据流
首先我们还是从一个示例开始本节的学习：计算菜单中所有菜品的卡路里之和。
1public static void test_reduce_caluli(List<Dish> menu) {
2 int calories = menu.stream()
3 .map(Dish::getCalories)
4 .reduce(0, Integer::sum);
5 System.out.println("菜品中的总卡路里：" + calories);
6}
上面包含了一个基本数据类型的装箱/拆箱动作，java8的流API提供了mapToInt方法，直接返回int类型的流
我们先稍微看一下mapToInt的方法声明：
1IntStream mapToInt(ToIntFunction<? super T> mapper)
2
接受一个T->int的函数式编程接口，直接返回IntStream流对象，而且IntStream本身提供了一些常用的聚合函数，例如sum。
使用IntStream来实现计算菜单中所有菜品的卡路里之和，其示例如下：
1public static void test_reduce_caluli_intStream(List<Dish> menu) {
2 int calories = menu.stream()
3 .mapToInt(Dish::getCalories)
4 .sum();
5 System.out.println("菜品中的总卡路里：" + calories);
6
7}
1.1.2 转换回对象流
使用了特化流例如IntStream后，将不能再自动转换为其对应的封装对象流Stream< T >了，我们可以随意从IntStream对象中对应的通用方法的函数声明，例如IntStream#map函数的声明如下：
1IntStream map(IntUnaryOperator mapper);
只能接受int -> int的函数式编程接口，如果想将IntStream转回到Stream< Integer >，该如何处理呢？
IntStream提供了boxed()方法来实现将基础数据类型转换回对应的包装类型的流。
1.1.3 常用函数
Stream中定义的方法，IntStream也可以使用，例如map、flatMap、distinict等，IntStream除这些之外，还提供了常用的聚合函数，例如sum、min、max、average(平均数)。
1OptionalDouble average();
2OptionalInt max();
3OptionalInt min();
4int sum();
有关Optional相关的类将在下文详细介绍。
另外除了上面提到的聚合函数，IntStream还提供了两个与数值范围的方法：
1public static IntStream range(int startInclusive, int endExclusive);
2public static IntStream rangeClosed(int startInclusive, int endExclusive);
rangeClosed与range的区别就是rangeClosed包含结束边界，举一个简单示例如下：
1public static void test_range() {
2 long count = IntStream.range(1,100)
3 .filter( i -> i % 2 == 0 )
4 .count();
5 System.out.println("count:" + count);
6
7}
计算【1，100）中包含的偶数个数，将输出49。如果将range(1,100)修改为rangeClosed(1,100)，在输出的个数为50。
构建流
2.1 通过值构建流
java 8的Stream提供了两个重载的of函数来显示的构建流，其声明如下：
1public static<T> Stream<T> of(T t)
2public static<T> Stream<T> of(T... values)
3
2.2 通过数组构建流
通过Arrays.stream构建流，其声明如下：
Arrays#stream
1public static <T> Stream<T> stream(T[] array)
2
2.3 通过文件流
可以通过文件流创建流，在java.nio.file.Files类中定义了如下创建流的方法。
1public static Stream<Path> list(Path dir) throws IOException
2public static Stream<Path> walk(Path start, int maxDepth, FileVisitOption... options)
3public static Stream<Path> walk(Path start, FileVisitOption... options)
4public static Stream<Path> find(Path start, int maxDepth,BiPredicate<Path, BasicFileAttributes> matcher,
5 FileVisitOption... options)
6public static Stream<String> lines(Path path, Charset cs)
7public static Stream<String> lines(Path path) throws IOException
8
下面我们举一个示例：找出一个文件中不同词的个数。
1public static void test_file_stram() {
2 long uniqueWords = 0;
3 try(Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("d:/tmp/words.txt"), Charset.defaultCharset())) {
4 uniqueWords = lines.flatMap(line -> Arrays.stream(line.split("" )))
5 .distinct()
6 .count();
7
8 System.out.println("不重复字符个数：" + uniqueWords);
9 } catch (IOException e) {
10 e.printStackTrace();
11 }
12}
2.4 函数生成流：创建无限流
Stream API提供了两个静态方法从函数生成流：iterate、generate，我们先来看一下其函数声明：
1public static<T> Stream<T> iterate(final T seed, final UnaryOperator<T> f)
2public static<T> Stream<T> generate(Supplier<T> s)
3
2.4.1 iterate
iterate方法的第一个参数类型为T，表示其初始值，第二个参数如下：
即其函数式声明为为T-T。其示例如下：
1public static void test_iterate() {
2 Stream.iterate(0, a -> a + 2)
3 .limit(10)
4 .forEach(System.out::println);
5}
注意：由于是无限流，故千万记得使用limit截断流，否则会无限循环下去。
2.4.2 generate
其参数为Supplier< T >，其定义如下：
即构造一个T类型的对象，举例如下：
1public static void test_iterate() {
2 Stream.iterate(0, a -> a + 2)
3 .limit(10)
4 .forEach(System.out::println);
5}
2.5 集合对象的stream
这个在前面的示例中用的最多，就不做过多介绍。
Optional类
为了更优雅的处理null值，避免空指针错误，java8中引入Optional类。
接下来对这些方法一一做个介绍。
public static< T> Optional< T> empty()
创建一个Optional对象，其内部持有的对象为null。public static < T > Optional< T > of(T value)
使用value的值，创建一个Optional对象。public static < T > Optional< T > ofNullable(T value)
使用v去创建一个Optional对象，如果value为null，则返回empty()。public T get()
从Optional对象获取内嵌的对象，如果为空，则抛出NoSuchElementException。public boolean isPresent()
判断Optional对象中包含的值是否存在。public void ifPresent(Consumer consumer)
如果Optional包裹的对象存在，则消费该对象。Consumer的函数式编程接口：T -> void。public Optional< T > filter(Predicate predicate)
如果Optional中包裹的对象为空，则返回自身，否则如果包裹的对象满足predicate表达式，则返回自身，否则返回empty()。public< U > Optional< U > map(Function mapper)
如果Optional对象中包裹的对象为空，则返回empty()，否则运用(T-U)，包裹U,当然如果U为空，则返回empty()。public< U > Optional< U > flatMap(Function> mapper)
如果Option对象中包裹的对象为空，则返回empty()，否则使用对Optional中的包裹的对象value应用Function，最终返回Optional对象。public T orElse(T other)
返回Optional中包裹的对象，如果其值为空，则返回other。public T orElseGet(Supplier other)
返回Optional中包裹的对象，如果其值为空，则返回 Supplier函数式编辑接口中创建的值。public < X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier< ? extends X> exceptionSupplier) throws X
返回Optional中包裹的对象，如果其值为空，则抛出自定义一次，由Supplier函数式编程接口返回。其示例代码如下：
1public static void test_option() {
2Map<String, String> data = new HashMap<>();
3Optional<String> value = Optional.ofNullable(data.get("userName"));
4// 如果存在userName值，则输出
5value.ifPresent(System.out::println);
6}
本文就介绍到这里了，本文详细介绍了java8中的数值流、Stream的创建以及java8中Optional类的使用。
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