java中Stream和Collection相互转换-编程知识-白鹭情

1.概述

Java 8 Stream API提供了Java Collections之外的有效替代方案，以呈现或处理结果集。但是，决定何时使用哪个是一个普遍的难题。

在本文中，我们将探索Stream和Collection并讨论适合其各自用途的各种方案。

2. `Collection`与`Stream`

Java Collection List ， Set和Map类的数据结构，提供了有效的机制来存储和处理数据。

但是，Stream API可用于对数据执行各种操作，而无需中间存储。因此， Stream工作方式类似于直接从底层存储（如集合和I / O资源）访问数据。

此外，这些集合主要与提供对数据的访问以及修改数据的方式有关。另一方面，流与有效地传输数据有关。

尽管Java允许轻松地从Collection转换为Stream ，反之亦然，但要知道哪种是呈现/处理结果集的最佳机制是很方便的。

例如，我们可以使用stream和parallelStream方法Collection转换为Stream

public Stream<String> userNames() {

 ArrayList<String> userNameSource = new ArrayList<>();

 userNameSource.add("john");

 userNameSource.add("smith");

 userNameSource.add("tom");

 return userNames.stream();

 }

同样，我们可以使用Stream API collect Stream转换为Collection

public List<String> userNameList() {

 return userNames().collect(Collectors.toList());

 }

在这里，我们使用Collectors.toList()方法Stream转换为List同样，我们可以将Stream转换为Set或Map ：

public static Set<String> userNameSet() {

 return userNames().collect(Collectors.toSet());

 }



 public static Map<String, String> userNameMap() {

 return userNames().collect(Collectors.toMap(u1 -> u1.toString(), u1 -> u1.toString()));

 }

3.何时返回`Stream` ？

3.1 相关的成本高

Stream API可以随时随地懒惰地执行和过滤结果，这是降低实现成本的最有效方法。

例如，Java NIO readAllLines Files所有行，JVM必须为此文件的所有行将其内容保存在内存中。因此，此方法在返回行列表时涉及较高的实现成本。

但是， Files类还提供了lines方法，该方法返回一个Stream ，我们可以使用它来渲染所有行，甚至可以使用limit方法更好地限制结果集的大小-两者都可以延迟执行：

Files.lines(path).limit(10).collect(toList());

另外，在forEach类的终端操作之前Stream不会执行中间操作：

userNames().filter(i -> i.length() >= 4).forEach(System.out::println);

因此， Stream避免了与过早实现相关的成本。

3.2 大结果或无限结果

Stream的设计目的是为了获得更好的性能，无论结果是大还是无限。 Stream用于此类用例始终是一个好主意。

同样，在结果无限的情况下，我们通常不处理整个结果集。因此，Stream API的内置功能（例如filter和limit证明在处理所需结果集时非常方便，使Stream成为首选。

3.3 灵活性

Stream允许在以任何形式或顺序处理结果时非常灵活。

当我们不想对使用者强制执行一致的结果集时， Stream此外，当我们想为消费者提供急需的灵活性时Stream

例如，我们可以使用Stream API上可用的各种操作来过滤/排序/限制结果：

public static Stream<String> filterUserNames() {

 return userNames().filter(i -> i.length() >= 4);

 }



 public static Stream<String> sortUserNames() {

 return userNames().sorted();

 }



 public static Stream<String> limitUserNames() {

 return userNames().limit(3);

 }

3.4 功能行为

Stream功能正常。当以不同方式处理时，不允许对源进行任何修改。因此，呈现不可变结果集是首选。

例如，让我们filter并limit Stream收到的一组结果：

userNames().filter(i -> i.length() >= 4).limit(3).forEach(System.out::println);

在此，每次对Stream filter和limit类的操作都会返回一个新的Stream并且不会修改userNames方法提供Stream

4.何时返回一个`Collection` ？

4.1 物化成本低

在渲染或处理涉及物化成本较低的结果时，我们可以选择流中的集合。

换句话说，Java从一开始就通过计算所有元素来急切地Collection因此， Collection在实现时会对堆内存造成很大压力。

因此，我们应该考虑使用Collection来呈现一个结果集，该结果集不会对实现它的堆内存造成太大的压力。

4.2 固定格式

我们可以使用Collection来为用户强制执行一致的结果集。例如， Collection如TreeSet和TreeMap返回自然排序的结果。

换句话说，使用Collection ，我们可以确保每个使用者以相同的顺序接收和处理相同的结果集。

4.3 可重复使用的结果

Collection的形式返回时，可以轻松地遍历多次。但是， Stream就认为它已消耗掉，并在重用时IllegalStateException

public static void tryStreamTraversal() {

 Stream<String> userNameStream = userNames();

 userNameStream.forEach(System.out::println);



 try {

 userNameStream.forEach(System.out::println);

 } catch(IllegalStateException e) {

 System.out.println("stream has already been operated upon or closed");

 }

 }

因此，当很明显消费者将遍历结果多次时Collection

4.4 修改

与Stream Collection允许修改元素，例如在结果源中添加或删除元素。因此，我们可以考虑使用集合来返回结果集，以允许使用者进行修改。

例如，我们可以使用add / remove方法ArrayList

userNameList().add("bob");

 userNameList().add("pepper");

 userNameList().remove(2);

类似地，诸如put和remove类的方法允许在地图上进行修改：

Map<String, String> userNameMap = userNameMap();

 userNameMap.put("bob", "bob");

 userNameMap.remove("alfred");

4.5 内存中结果

另外，当以集合形式出现的物化结果已经存在于内存中时, Collection是一个显而易见的选择。

5.结论

在本文中，我们比较了Stream和Collection并研究了适合他们的各种方案。

我们可以得出结论， Stream是呈现大型或无限结果集的理想选择，它具有诸如延迟初始化，急需的灵活性和功能行为之类的优点。

但是，当我们要求结果的形式一致时，或者当涉及到较低的成本实现时，我们应该选择Stream Collection 。