4.4　流操作

java.util.stream.Stream中的Stream接口定义了许多操作。它们可以分为两大类。再来看一下前面的例子：

List<String> names = menu.stream()       ←---- 从菜单获得流
                         .filter(dish -> dish.getCalories() > 300)       ←---- 中间操作
                         .map(Dish::getName)       ←---- 中间操作
                         .limit(3)       ←---- 中间操作
                         .collect(toList());       ←---- 将Stream转换为List

你可以看到两类操作：

• filter、map和limit可以连成一条流水线；
• collect触发流水线执行并关闭它。

可以连接起来的流操作称为中间操作，关闭流的操作称为终端操作。图4-5中展示了这两类操作。这种区分有什么意义呢？

图 4-5　中间操作与终端操作

4.4.1　中间操作

诸如filter或sorted等中间操作会返回另一个流。这让多个操作可以连接起来形成一个查询。重要的是，除非流水线上触发一个终端操作，否则中间操作不会执行任何处理——它们很懒。这是因为中间操作一般都可以合并起来，在终端操作时一次性全部处理。

为了搞清楚流水线中到底发生了什么，我们把代码改一改，让每个Lambda都打印出当前处理的菜肴（就像很多演示和调试技巧一样，这种编程风格要是搁在生产代码里那就吓死人了，但是学习的时候可以直接看清楚求值的顺序）：

List<String> names =
    menu.stream()
        .filter(dish -> {
                          System.out.println("filtering:" + dish.getName());
                          return dish.getCalories() > 300;
                     })   ←---- 打印当前筛选的菜肴
        .map(dish -> {
                       System.out.println("mapping:" + dish.getName());
                       return dish.getName();
                  })   ←---- 提取菜名时打印出来
        .limit(3)
        .collect(toList());
System.out.println(names);

此代码执行时将打印：

filtering:pork
mapping:pork
filtering:beef
mapping:beef
filtering:chicken
mapping:chicken
[pork, beef, chicken]

你会发现，有好几种优化利用了流的延迟性质。第一，尽管很多菜的热量都高于300卡路里，但只选出了前三个！这是因为limit操作和一种称为短路的技巧，下一章会对此做详细解释。第二，尽管filter和map是两个独立的操作，但它们合并到同一次遍历中了（我们把这种技术叫作循环合并）。

4.4.2　终端操作

终端操作会从流的流水线生成结果，其结果是任何不是流的值，比如List、Integer，甚至void。例如，在下面的流水线中，forEach是一个返回void的终端操作，它会对源中的每道菜应用一个Lambda。把System.out.println传递给forEach，并要求它打印出由menu生成的流中的每一个Dish：

menu.stream().forEach(System.out::println);

为了检验你对中间操作和终端操作的理解程度，试试测验4.2吧。

测验4.2：中间操作与终端操作

在下列流水线中，你能找出中间操作和终端操作吗？

long count = menu.stream()
                 .filter(dish -> dish.getCalories() > 300)
                 .distinct()
                 .limit(3)
                 .count();

答案：流水线中最后一个操作count返回一个long，这是一个非Stream的值。因此它是一个终端操作。所有前面的操作，filter、distinct、limit，都是连接起来的，并返回一个Stream，因此它们是中间操作。

4.4.3　使用流

总而言之，流的使用一般包括三件事：

• 一个数据源（如集合）来执行一个查询；
• 一个中间操作链，形成一条流的流水线；
• 一个终端操作，执行流水线，并能生成结果。

流的流水线背后的理念类似于构建器模式。在构建器模式中有一个调用链用来设置一套配置（对流来说这就是一个中间操作链），接着是调用build方法（对流来说就是终端操作）。

为方便起见，表4-1和表4-2总结了你前面在代码例子中看到的中间流操作和终端流操作。请注意这并不能涵盖Stream API提供的操作，你在下一章中还会看到更多。

表 4-1　中间操作

表 4-2　终端操作