JavaSE Stream

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これはなに †

• Java 8 で導入された lambda を効率的に使うためのフレームワーク
• Collection の各要素に対して、逐次操作を行う

  source
   .intermidiate operation
   .intermidiate operation
   .intermidiate operation
   .terminal operation

• source (Stream) に対して、いくつかの中間操作と、終端操作を行う
• 終端操作を行ったら、その Stream は使えなくなることに注意 IllegalStateException?
• プリミティブ型は別扱い (IntStren?, LongStream?, DoubleStream? がある)

最初の Stream †

package com.mycompany.sandbox;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

@Data
@AllArgsConstructor
class Person {
    private String name;
    private int age;
}

public class StreamExam {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> list = new ArrayList<>();
        list.add(new Person("Zach", 18));
        list.add(new Person("Albert", 59));
        list.add(new Person("Donna", 38));
        list.add(new Person("Erich", 40));
        list.add(new Person("Brenda", 16));
        
        list.stream()
            .sorted((a,b) -> a.getName().compareTo(b.getName()))
            .forEach(p -> System.out.println(p));
    }    
}

Person(name=Albert, age=59)
Person(name=Brenda, age=16)
Person(name=Donna, age=38)
Person(name=Erich, age=40)
Person(name=Zach, age=18)

• source : list.stream() : list を Stream にする
• intermidiate operation : sort
• terminal operation : forEach

Stream を作る †

• list.stream();
• set.stream();
• map.entrySet().stream();
• Stream.of(array);
• Stream.of(collection);
• Arrays.stream(String[]);
• IntStream?.of(1,2,3).
  forEach(System.out::println)

  1
  2
  3

• IntStream?.range(1,3).
  forEach(System.out::println);

  1
  2

• IntStream?.rangeClosed(1,3).
  forEach(System.out::println);

  1
  2
  3

• LongStream?.range(start,end)
• LongStream?.rangeClosed(start,end)
• DoubleStream?.generate(DoubleSupplier?)
• 無限に長い Stream を作る

  // Caos Logistic function
  Stream.iterate(0.1, i -> 3.58 * i * (1.0 -i)).limit(10).forEach(System.out::println);
  

  0.1
  0.32220000000000004
  0.7818260328000001
  0.6106552323056436
  0.851164402036915
  0.4535271546165602
  0.8872681832182414
  0.3580836082752965
  0.8228978611802291
  0.5217383570579359

  周期が無限大以上になるロジスティック方程式 (カオス)の最初の10個値からなる Stream を作る。通常 iterate() と limit() を組み合わせて 有限の Stream にする。

中間操作 †

重複を排除した Stream を返す †

IntStream.of(1,2,3,3)
    .distinct()
    .forEach(System.out::println);

1
2
3

フィルタリングした Stream を返す †

IntStream.of(1,2,3,3)
    .filter(i -> i > 2)
    .forEach(System.out::println);

3
3

Stream を連結した Stream を返す †

IntStream.concat(IntStream.range(0,3), IntStream.range(100,103))
    .forEach(System.out::println);

0
1
2
100
101
102

要素を変換した Stream を返す †

IntStream.of(1,2,3,3)
    .map(i -> i * 2)
    .forEach(System.out::println);

2
4
6
6

要素を変換した Stream を連結した Stream を返す †

IntStream.of(1,2,3,3)
    .flatMap(i -> IntStream.of(i, i * 2))
    .forEach(System.out::println);

1
2
2
4
3
6
3
6

mapToDouble? †

DoubleStream? に変換する

mapToInt? †

IntStream? に変換する

mapToLong? †

LongStrea? に変換する

ソートする †

IntStream.of(3,2,1,3)
    .sorted()
    .forEach(System.out::println);

1
2
3
3

最初から 2 個の Stream を返す †

IntStream.of(1,2,3,3)
    .limit(2)
    .forEach(System.out::println);

1
2

終端操作 †

条件に合致するか調べる †

System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).allMatch(i -> i > 0));
System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).allMatch(i -> i > 1));
System.out.println("--");
System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).anyMatch(i -> i > 1));
System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).anyMatch(i -> i > 3));
System.out.println("--");
System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).noneMatch(i -> i > 1));
System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).noneMatch(i -> i > 3));
System.out.println("--");

true
false
--
true
false
--
false
true
--

要素数を数える †

System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).count());

4

要素数を合計する †

System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).sum());

9

要素数を指定した方法で集計する (1*1*2*3*3) †

System.out.println(IntStream.of(1,2,3,3).reduce(1, (a,b) -> a * b));

18

各要素に任意の処理を行う †

IntStream.of(1,2,3,3)
    .forEach(System.out::println);

1
2
3
3

Collect †

最大、最小、区切り文字で連結 †

System.out.println(Stream.of(1,2,3,3).collect(Collectors.minBy((a,b) -> a.compareTo(b))));
System.out.println(Stream.of(1,2,3,3).collect(Collectors.maxBy((a,b) -> a.compareTo(b))));
System.out.println(Stream.of("1","2","3","3").collect(Collectors.joining(",")));

Optional[1]
Optional[3]
1,2,3,3

Listに変換する †

List<Integer> set = Stream.of(1,2,3,3).collect(Collectors.toList());
System.out.println(list);

[1, 2, 3]

Setに変換する †

Set<Integer> set = Stream.of(1,2,3,3).collect(Collectors.toSet());
System.out.println(set);

[1, 2, 3]

Mapに変換する †

Map<Character, String> map = Stream.of("Zach","Albert","Donna","Erich","Brenda")
    .collect(Collectors.toMap(
        s -> s.charAt(0),
        s -> s
));
System.out.println(map);

{A=Albert, B=Brenda, D=Donna, E=Erich, Z=Zach}

Mapにグルーピング †

Map<Integer, List<String>> map2 = Stream.of("Zach","Albert","Donna","Erich","Brenda")
    .collect(Collectors.groupingBy(
        s -> s.length()
));
System.out.println(map2);

{4=[Zach], 5=[Donna, Erich], 6=[Albert, Brenda]}

並列実行 †

double pi = LongStream.range(0L, 10_000_000L)
        .parallel()
        .map(i -> ((i & 1) == 0 ? 1 : -1) * (2 * i + 1))
        .mapToDouble(i -> 4.0 / i)
        .sum();
System.out.println(pi);

3.1415925535897933

• JavaSE Fork Join の Stream 版。超簡単
• .parallel() で、parallelStream を返す
• 自動的に終端操作 (sum()) で待ち合わせ
• 明示的に逐次処理をさせたい場合には、.sequential() にする。(将来のJavaでは、parallel() なしでも勝手に並列化するようになるかもしれない)

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