关于Java&JavaScript中(伪)Stream式API对比的一些笔记

写在前面

• 前些时日开发遇到,想着把这些对比总结下
• 博文内容包括：

  • Stream 相关概念简述
  • Java和JavaScript的Stream式API对比Demo
• 食用方式

  • 博文适合会一点前端的Java后端&会一点Java后端的前端
  • 需要了解Java&JavaScript基础知识
• 理解不足小伙伴帮忙指正

追求轻微痛感,掌控快感释放，先做困难的事情,降低奖励期待，控制欲望,延迟消费多巴胺

什么是流(Stream)

关于 Stream， 在Java中我们叫 流，但是在JavaScript中，好像没有这种叫,也没有StreamAPI，我么姑且称为伪流，JS一般把参与流处理的函数称为高价函数，比如特殊的柯里化之类，Java 中则是通过函数式接口实现，

其实一个编译型语言，一个解释型语言没有什么可比性，这里只是感觉行为有写类似放到一起比较记忆。而且通过链式调用，可读性很高，JS里我们主要讨论Array的伪流处理。Set和Map的API相对较少，这里不讨论，为了方便，不管是Java还是JavaScript，数据处理我们都称为流或者Stream处理

这里的高阶函数，即满足下面两个条件:

1. 函数作为参数被传递：比如回调函数
2. 函数作为返回值输出：让函数返回可执行函数，因为运算过程是可以延续的

这里讲Stream，即想表达从一个数据源生成一个想要的元素序列的过程。这个过程中，会经历一些数据处理的操作,我们称之为流(Stream)处理

Stream与传统的数据处理最大的不同在于其 内部迭代,与使用迭代器显式迭代不同，Stream的迭代操作是在背后进行的。数据处理的行为大都遵循函数式编程的范式，通过匿名函数的方式实现行为参数化，利用Lambad表达式实现。

但是Java的流和JavaScript是伪流不同的，Java的Stream是在概念上固定的数据结构（你不能添加或删除元素）,JavaScript中的Stream是可以对原始数据源处理的。但是Java的Stream可以利用多核支持像流水线一样并行处理.

Java中通过parallelStream可以获得一个并行处理的Stream

// 顺序进行
List<Apple> listStream = list.stream()
        .filter((Apple a) -> a.getWeight() >20 || "green".equals(a.getColor()))
        .collect(Collectors.toList());
//并行进行
List<Apple> listStreamc = list.parallelStream()
        .filter((Apple a) -> a.getWeight() >20 || "green".equals(a.getColor()))
        .collect(Collectors.toList());

JS可以在流处理的回调函数上可以传递一个当前处理的数据源

let colors = ["red", "blue", "grey"];

colors.forEach((item, index, arr) ==> {
    if(item === "red") {
        arr.splice(index, 1);
    }
});

一般我们把可以连接起来的Stream操作称为中间操作，关闭Stream的操作称为我们称为终端操作。

• 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
• 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

总而言之，流的使用一般包括三件事：

• 一个数据源（如数组集合）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

关于流操作，有无状态和有状态之分 ：

• 诸如 map或filter 等操作会从输入流中获取每一个元素，并在输出流中得到0或1个结果。 这些操作一般都是无状态的：它们没有内部状态,称为无状态操作
• 诸如sort或distinct,reduce等操作一开始都和filter和map差不多——都是接受一个流，再生成一个流（中间操作），但有一个关键的区别。从流中排序和删除重复项时都需要知道先前的历史。例如，排序要求所有元素都放入缓冲区后才能给输出流加入一个项目，这一操作的存储要求是无界的。要是流比较大或是无限的，就可能会有问题。我们把这些操作叫作有状态操作

中间操作

终端操作

Java和JavaScript的Stream Demo

Java 和Node版本

java version "1.8.0_251"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_251-b08)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.251-b08, mixed mode)

Welcome to Node.js v16.15.0.
Type ".help" for more information.
>

通过Demo来看下Java和JavaScript的Stream

filter 筛选

filter用布尔值筛选，。该操作会接受一个谓词（一个返回 boolean的函数）作为参数，并返回一个包括所有符合谓词的元素的流。

Java

Stream<T> filter(Predicate<? super T> predicate); boolean test(T t);

List<Integer> list  = Arrays.asList(12, 3, 4, 5, 4);
list.stream().filter( i -> i % 2 == 0)
             .forEach(System.out::print);
        // 1244

JS

arr.filter(callback(element[, index[, array]])[, thisArg])

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" }, 
             { name: "毋固", value: "202203" },{ name: "毋我", value: "202204" }]

users.filter(o => +o.value === 202201 ).forEach(o =>console.log('out :%s',o))
//out :{ name: '毋意', value: '202201' }

map 映射

对流中每一个元素应用函数：流支持map方法，它会接受一个函数作为参数。这个函数会被应用到每个元素上，并将其映 射成一个新的元素（使用映射一词，是因为它和转换类似，但其中的细微差别在于它是“创建一个新版本”而不是去“修改”）。

java

<R> Stream<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper); R apply(T t);

List<Integer> list  = Arrays.asList(12, 3, 4, 5, 4);
list.stream().map(o -> o+1 ).forEach(System.out::println);

======
13
4
5
6
5

JS

arr.map(function callback(currentValue[, index[, array]]) {}[, thisArg])

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" }, 
             { name: "毋固", value: "202203" },{ name: "毋我", value: "202204" }]             
users.map( o => o.name ).forEach(o =>console.log('out :%s',o))

===========
out :毋意
out :毋必
out :毋固
out :毋我

flatMap 扁平化

流的扁平化,对于一张单词表，如何返回一张列表，列出里面各不相同的字符呢？例如，给定单词列表 ["Hello","World"]，你想要返回列表["H","e","l", "o","W","r","d"]

java

<R> Stream<R> flatMap(Function<? super T, ? extends Stream<? extends R>> mapper);

R apply(T t);

List<String> strings = Arrays.asList("Hello","World");
strings.stream().map(o -> o.split(""))
        .flatMap(Arrays::stream)
        .forEach(System.out::println);
====
H
e
l
l
o
W
o
r
l
d        

JS

arr.flatMap(function callback(currentValue[, index[, array]]) {}[, thisArg])

let string = ["Hello","World"]
string.flatMap( o => o.split("")).forEach(o =>console.log('out :%s',o))

=====
out :H
out :e
out :l
out :l
out :o
out :W
out :o
out :r
out :l
out :d

当然这里JS 提供了flat方法可以默认展开数组,flat() 方法会按照一个可指定的深度递归遍历数组，并将所有元素与遍历到的子数组中的元素合并为一个新数组返回。

[1, 2, [3, [4, 5]]].flat()
// [1, 2, 3, [4, 5]]

[1, 2, [3, [4, 5]]].flat(2)
// [1, 2, 3, 4, 5]

slice|limit 截断

截断流：该方法会返回一个不超过给定长度的流。所需的长度作为参数传递 给limit。如果流是有序的，则多会返回前n个元素。

通过截断流我们可以看到Java的JavaScript在Stream上本质的不同，Java通过Stream 对象本身OP_MASK属性来截断,而JS没有实际意义上的Stream对象， 但是可以通过filter结合index来完成，或者使用slice，

java

Stream<T> limit(long maxSize);

List<Integer> list  = Arrays.asList(12, 3, 4, 5, 4);
list.stream().limit(2).forEach(System.out::println);
=====
12
3

JS

JS 的截断处理可以使用slice，或者通过filter结合index来完成

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" }, 
             { name: "毋固", value: "202203" },{ name: "毋我", value: "202204" }]   
users.slice(0,2).forEach(o =>console.log('out :%s',o))

======================================
out :{ name: '毋意', value: '202201' }
out :{ name: '毋必', value: '202202' }

users.filter((_, i) => i <= 1).forEach(o => console.log('out :%s', o))
============
out :{ name: '毋意', value: '202201' }
out :{ name: '毋必', value: '202202' }

sort|sorted 排序

排序，这个不多讲，

java

Stream<T> sorted(Comparator<? super T> comparator); int compare(T o1, T o2);

List<Integer> list  = Arrays.asList(12, 3, 4, 5, 4);
list.stream()
        .sorted( (o1,o2) -> o1 > o2 ? 1 : (o1 < o2 ? -1 : 0 ))
        .forEach(System.out::println);
===========
3
4
4
5
12

JS

arr.sort([compareFunction])

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" }, 
             { name: "毋固", value: "202203" },{ name: "毋我", value: "202204" }]  
users.map(o => { return { name: o.name, value: +o.value } })
     .sort((o1, o2) => o1.value > o2.value ? -1 : (o1.value < o2.value ? 1 : 0))
     .forEach(o => console.log(o))
==================================
{ name: '毋我', value: 202204 }
{ name: '毋固', value: 202203 }
{ name: '毋必', value: 202202 }
{ name: '毋意', value: 202201 }     

distinct 去重

筛选不同的元素：java流支持一个叫作distinct的方法，它会返回一个元素各异（根据流所生成元素的 hashCode和equals方法实现）的流

java

Stream<T> distinct();

List<Integer> list  = Arrays.asList(12, 3, 4, 5, 4);
list.stream().distinct().forEach(System.out::println);
=========
12
3
4
5

JS

distinct是Stream本身的方法，JS没有类似的代替，不过可以转化为Set处理

let numbers = [2,3,4,3,5,2]
Array.from(new Set(numbers)).forEach(o => console.log(o))

Set 内部判断两个值是否不同，使用的算法叫做“Same-value-zero equality”，它类似于精确相等运算符（===），主要的区别是向 Set 加入值时认为NaN等于自身，而精确相等运算符认为NaN不等于自身。set 中两个对象总是不相等的。

skip 跳过

跳过元素：返回一个扔掉了前n个元素的流。如果流中元素不足n个，则返回一个空流。请注意，limit(n)和skip(n)是互补的

java

Stream<T> skip(long n);

List<Integer> list  = Arrays.asList(12, 3, 4, 5, 4);
list.stream().skip(2).forEach(System.out::println);
==================
4
5
4

JS

Js 中可以通过slice方法来实现

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" }, 
             { name: "毋固", value: "202203" },{ name: "毋我", value: "202204" }] 
users.slice(2).forEach(o => console.log(o))             
=========
{ name: '毋固', value: '202203' }
{ name: '毋我', value: '202204' }

group/groupToMap|groupingBy 分组

分组操作的结果是一个Map，把分组函数返回的值作为映射的键，把流中所有具有这个分类值的项目的列表作为对应的映射值。

java

Java 的分组通过Stream API 的collect方法传递Collector静态方法groupingBy，该方法传递了一个Function（以方法引用的形式）我们把这个Function叫作分类函数，因为它用来把流中的元素分成不同的组。

<R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);

public static <T, K, A, D>
    Collector<T, ?, Map<K, D>> groupingBy(Function<? super T, ? extends K> classifier,
                                      Collector<? super T, A, D> downstream) {
    return groupingBy(classifier, HashMap::new, downstream);
}

@FunctionalInterface
public interface Function<T, R> {
      R apply(T t);
}

这块涉及的API蛮多的，不但可以分组，也可以分区，这里简单介绍几个，感兴趣小伙伴可以去看看API文档

getter分组

//getter分组 
List<String> lists  = Arrays.asList("123", "123", "456", "789");
lists.stream().collect(Collectors.groupingBy(String::hashCode))
              .forEach((o1,o2) -> System.out.printf("%s:%s\n",o1,o2));
==========
48690:[123, 123]
51669:[456]
54648:[789]

自定义逻辑分组

//2.自定义逻辑分组
List<String> lists  = Arrays.asList("123", "1234", "4564", "789");
lists.stream().collect(Collectors.groupingBy( o -> o.length()))
              .forEach((o1,o2) -> System.out.printf("%s:%s\n",o1,o2));
=========
3:[123, 789]
4:[1234, 4564]

多级分组展示

// 多级分组
List<String> list_  = Arrays.asList("123", "1234", "4564", "1234");
list_.stream().collect(
        Collectors.groupingBy(o -> o.length()
                , Collectors.groupingBy(o1 -> o1.hashCode())))
        .forEach((o1,o2) ->{
            System.out.printf("--length：%s\n",o1);
            o2.forEach((o3,o4) ->System.out.printf(" |-hashCode：%s:%s\n",o3,o4));
        });
========
--length：3
 |-hashCode：48690:[123]
--length：4
 |-hashCode：1509442:[1234, 1234]
 |-hashCode：1601791:[4564]        

分组统计

List<String> list_  = Arrays.asList("123", "1234", "4564", "1234");
list_.stream().collect(
        Collectors.groupingBy(o -> o.length()
                , Collectors.groupingBy(o1 -> o1.hashCode()
                        , Collectors.counting())))
        .forEach((o1,o2) ->{
            System.out.printf("--length：%s\n",o1);
            o2.forEach((o3,o4) ->System.out.printf(" |-hashCode：%s:sum：%s\n",o3,o4));
        });
==========
--length：3
 |-hashCode：48690:sum：1
--length：4
 |-hashCode：1509442:sum：2
 |-hashCode：1601791:sum：1

把收集器的结果转换为另一种类型

// 把收集器的结果转换为另一种类型，按照长度排序得到最大值，然后给Optional修饰
List<String> list_  = Arrays.asList("123", "1234", "4564", "1234");
list_.stream().collect(
        Collectors.groupingBy(o -> o.length()
                , Collectors.groupingBy(o1 -> o1.hashCode()
                        , Collectors.collectingAndThen(
                                Collectors.maxBy(
                                        Comparator.comparingInt(String::length))
                , Optional::get))))
        .forEach((o1,o2) ->{
    System.out.printf("--length：%s\n",o1);
    o2.forEach((o3,o4) ->System.out.printf(" |-hashCode：%s:max：%s\n",o3,o4));
});
=========
--length：3
 |-hashCode：48690:max：123
--length：4
 |-hashCode：1509442:max：1234
 |-hashCode：1601791:max：4564

JS

JavaScript 新增了数组实例方法group()和groupToMap()，可以根据分组函数的运行结果，将数组成员分组。目前还是一个提案，需要考虑浏览器兼容，按照字符串分组就使用group()，按照对象分组就使用groupToMap()。所以groupToMap()和Java的分组很类似。

Experimental: This is an experimental technology
Check the Browser compatibility table carefully before using this in production.

group(function(element, index, array) {}, thisArg)

const array = [1, 2, 3, 4, 5];

array.group((num, index, array) => {
  return num % 2 === 0 ? 'even': 'odd';
});
// { odd: [1, 3, 5], even: [2, 4] }

groupToMap(function(element, index, array) { }, thisArg)

groupToMap()的作用和用法与group()完全一致，唯一的区别是返回值是一个 Map 结构，而不是对象

const array = [1, 2, 3, 4, 5];

const odd  = { odd: true };
const even = { even: true };
array.groupToMap((num, index, array) => {
  return num % 2 === 0 ? even: odd;
});
//  Map { {odd: true}: [1, 3, 5], {even: true}: [2, 4] }

如果分组函数是一个箭头函数，thisArg对象无效，因为箭头函数内部的this是固化的，类似于Ajax回调内部的this。

forEach 消费

forEach 这个不多讲,用于消费

java

List<String> list_  = Arrays.asList("123", "1234", "4564", "1234");
list_.forEach(System.out::print);
==============
123123445641234

JS

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" },
             { name: "毋固", value: "202203" }, { name: "毋我", value: "202204" }]

users.forEach(o => console.log(o))
===========
{ name: '毋意', value: '202201' }
{ name: '毋必', value: '202202' }
{ name: '毋固', value: '202203' }
{ name: '毋我', value: '202204' }

count 统计

count 也不多讲

java

List<String> lists_ = Arrays.asList("123", "1234", "4564", "1234");
// 统计数据量
System.out.println(lists_.stream().collect(Collectors.counting()));
// 简单写法：
System.out.println(lists_.stream().count());
=========
4
4

JS

在JS中没有对应的方法，不过Set和Map有对应的API，Array的可以使用Array.prototype.length

reduce 归约

把数据源中的元素反复结合起来，得到一个值，即将流归约为一个值，用函数式编程语言叫折叠

java

Java 中的归约分为两种，一种为有初值的归约，一种为没有初值的归约。有初值的返回初值类型，没初值的返回一个Options

T reduce(T identity, BinaryOperator<T> accumulator);

List<Integer> numbers1 = Arrays.asList(1, 2, 34, 5, 6);
// 元素求和
int set = numbers1.stream().reduce(0,(a,b) -> a + b);
// 改进
set = numbers1.stream().reduce(0, Integer::sum);

Optional<T> reduce(BinaryOperator<T> accumulator)

List<Integer> numbers1 = Arrays.asList(1, 2, 34, 5, 6);
//元素求最大值
int set = numbers1.stream().reduce(Integer::max).get();
// 元素求最小值
set = numbers1.stream().reduce(Integer::min).get();

List<String> lists_ = Arrays.asList("123", "1234", "4564", "1234");
System.out.println(lists_.stream().reduce((o1, o2) -> o1 + ',' + o2).get());
==========
123,1234,4564,1234

JS

reduce((previousValue, currentValue, currentIndex, array) => {},initialValue)

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" },
             { name: "毋固", value: "202203" }, { name: "毋我", value: "202204" }]

let zy = users.map(o => o.name).reduce( (o1,o2) => o1+','+o2)
console.log("子曰：子绝四，",zy)
======
子曰：子绝四， 毋意,毋必,毋固,毋我

every/some|anyMatch/allMatch/noneMatch 谓词

所谓 谓词,即是否有满足条件的存在，返回一个布尔值。和filter特别像，只不过一个是中间操作，一个终端操作。

java

Java中检查谓词是否至少匹配一个元素 ，使用anyMatch方法，即流中是否有一个元素能匹配给定谓词。boolean anyMatch(Predicate<? super T> predicate);

使用allMatch方法，即流中都能匹配所有元素返回ture, boolean allMatch(Predicate<? super T> predicate);

使用noneMatch方法，即流中都不能匹配所有元素返回true, boolean noneMatch(Predicate<? super T> predicate);

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
System.out.println(numbers.stream().anyMatch(o -> o > 5)); 
//true
System.out.println(numbers.stream().allMatch(o -> o > 0)); 
//true
System.out.println(numbers.stream().noneMatch(o -> o < 0)); 
//true

JS

every()方法测试数组中的所有元素是否通过提供的函数实现的测试, every((element, index, array) => { /* ... */ } )

some()方法测试数组中的至少一个元素是否通过了提供的函数实现的测试, some((element, index, array) => { /* ... */ } )

let boo = Array.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).every(o => o >5)
console.log(boo) //false
boo = Array.of(1, 2, 3, 4, 5, 6).some(o => o >5)
console.log(boo) //true

findLast(findLastIndex)/find(findIndex)|findAny/findFirst 查找

查找元素：返回当前流的任意元素。

java

• findAny()方法返回当前流的任意元素
• findFirst()方法返回当前流的第一个元素。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
System.out.println(numbers.stream().findAny().get()); //1
System.out.println(numbers.stream().findFirst().get()); //1

JS

• find()方法返回提供的数组中满足提供的测试功能的第一个元素
• findIndex()方法返回满足提供的测试功能的数组中第一个元素的索引

let users = [{ name: "毋意", value: "202201" }, { name: "毋必", value: "202202" },
{ name: "毋固", value: "202203" }, { name: "毋我", value: "202204" }]

let user = users.find(o => o.name === "毋固")
console.log(user) //{ name: '毋固', value: '202203' }
let useri = users.findIndex(o => o.name === "毋固")
console.log(useri) //2

这两个为ES2022 新增，当前Node版本不支持

• findLast()方法返回满足提供的测试功能的数组中最后一个元素的值
• findLastIndex()方法返回满足提供的测试功能的数组中最后一个元素的索引

user = users.findLast(o => o.name === "毋固")
console.log(user) 
useri = users.findLastIndex(o => o.name === "毋固")
console.log(useri) 

嗯，时间关系，关于对比就分享到这啦，其实还有好多，比如Stream API 的收集器等，还有好多奇技淫巧，感兴趣小伙伴可以看看下的书籍和网站

博文参考

• 《Java8 实战》
• 《ECMAScript 6 入门教程》
• https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Array
• https://tc39.es/ecma262/#sec-array-objects
• https://tc39.es/zh-Hans/