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Java?Stream流中的filter()使用方法舉例詳解

更新時間：2024年11月01日 10:12:14 作者：昕er

filter()是Java?Stream?API中的中間操作,用于根據(jù)給定的Predicate條件篩選流中的元素,它通過接收一個返回boolean值的函數(shù)（斷言）作為參數(shù),篩選出滿足條件的元素并收集到新的流中,文中通過代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

前言

filter() 是 Java Stream API 中的一個中間操作，用于根據(jù)給定的條件篩選流中的元素。它接收一個 Predicate（斷言，即返回 boolean 的函數(shù)）作為參數(shù)，篩選出滿足條件的元素，并將它們收集到一個新的流中。

1. 基本用法

filter() 允許你基于某些條件篩選流中的元素。例如，如果你有一個整數(shù)流，并且只想保留其中的偶數(shù)，可以使用 filter() 來實現(xiàn)：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);

List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)  // 保留偶數(shù)
    .collect(Collectors.toList());  // 終端操作，將結(jié)果收集為 List

System.out.println(evenNumbers);  // 輸出: [2, 4, 6]

在這個例子中：

filter(n -> n % 2 == 0)：是一個篩選條件，用于保留那些能被 2 整除的數(shù)字，即偶數(shù)。
filter() 會遍歷流中的每個元素，使用該條件進行檢查，滿足條件的元素會繼續(xù)留在流中，不滿足條件的元素會被丟棄。

2. Predicate 函數(shù)

filter() 的參數(shù)是一個 Predicate 接口，這個接口只有一個抽象方法 boolean test(T t)，它接收一個輸入并返回一個 boolean 值。這個 Predicate 用來定義篩選條件。

示例：篩選大于 3 的數(shù)字

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

List<Integer> greaterThanThree = numbers.stream()
    .filter(n -> n > 3)  // 保留大于 3 的數(shù)字
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(greaterThanThree);  // 輸出: [4, 5]

在這個例子中，n -> n > 3 是一個 Predicate，它表示篩選出大于 3 的數(shù)字。filter() 方法根據(jù)這個 Predicate 來保留滿足條件的元素。

3. 鏈?zhǔn)秸{(diào)用 filter()

你可以多次調(diào)用 filter()，來對流中的元素應(yīng)用多個條件。比如：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

List<Integer> filteredNumbers = numbers.stream()
    .filter(n -> n > 3)    // 第一個條件: 大于 3
    .filter(n -> n < 8)    // 第二個條件: 小于 8
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(filteredNumbers);  // 輸出: [4, 5, 6, 7]

這里，filter() 被調(diào)用了兩次：

第一個 filter(n -> n > 3)：篩選出大于 3 的數(shù)字。
第二個 filter(n -> n < 8)：在剩余的數(shù)字中篩選出小于 8 的數(shù)字。

最終結(jié)果就是同時滿足這兩個條件的元素 [4, 5, 6, 7]。

4. 空流

filter() 操作之后，流可能會變成空流。如果沒有任何元素滿足 filter() 的條件，流會變成空流，但不會拋出異常。這種情況下，后續(xù)的中間操作仍然可以應(yīng)用在空流上，只是沒有元素可以處理：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3);

List<Integer> result = numbers.stream()
    .filter(n -> n > 10)  // 沒有元素滿足條件
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result);  // 輸出: []

在這個例子中，filter(n -> n > 10) 篩選出大于 10 的元素，但流中沒有元素滿足這個條件，所以最終返回的是一個空列表 []。

5. filter() 的惰性求值

filter() 是一種惰性操作，也就是 中間操作。它本身并不會立即執(zhí)行，而是等到流上的終端操作（如 collect()、forEach()）被調(diào)用時才會執(zhí)行。

例如：

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4)
    .filter(n -> {
        System.out.println("Filtering: " + n);
        return n % 2 == 0;
    });

System.out.println("Before terminal operation");

// 終端操作，觸發(fā) filter 執(zhí)行
List<Integer> evenNumbers = stream.collect(Collectors.toList());

System.out.println("After terminal operation: " + evenNumbers);

輸出結(jié)果為：

Before terminal operation
Filtering: 1
Filtering: 2
Filtering: 3
Filtering: 4
After terminal operation: [2, 4]

可以看到，在調(diào)用終端操作 collect() 之前，filter() 并沒有執(zhí)行；只有當(dāng)終端操作被調(diào)用時，filter() 才真正開始過濾元素。

6. 結(jié)合其他流操作使用

filter() 常常與其他流操作結(jié)合使用，比如 map()、sorted() 等。

示例：filter() 和 map() 結(jié)合使用

List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry", "date");

List<String> result = words.stream()
    .filter(word -> word.length() > 5)  // 篩選長度大于 5 的單詞
    .map(String::toUpperCase)           // 將符合條件的單詞轉(zhuǎn)換為大寫
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result);  // 輸出: [BANANA, CHERRY]

在這個例子中：

filter(word -> word.length() > 5)：篩選出長度大于 5 的單詞。
map(String::toUpperCase)：將剩下的單詞轉(zhuǎn)換為大寫。
collect(Collectors.toList())：將流結(jié)果收集為一個 List。

7. 組合多個 Predicate 條件

有時候你可能需要對流中的元素應(yīng)用多個條件。你可以通過 Predicate 的 and()、or()、negate() 等方法組合多個條件。

示例：篩選出大于 2 且是偶數(shù)的數(shù)字

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);

List<Integer> result = numbers.stream()
    .filter(n -> n > 2 && n % 2 == 0)  // 組合條件: 大于 2 且為偶數(shù)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result);  // 輸出: [4, 6]

你也可以使用 Predicate 的組合方法：

Predicate<Integer> greaterThanTwo = n -> n > 2;
Predicate<Integer> isEven = n -> n % 2 == 0;

List<Integer> result = numbers.stream()
    .filter(greaterThanTwo.and(isEven))  // 使用 Predicate 的 and() 方法
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result);  // 輸出: [4, 6]

這種方式能夠增強代碼的可讀性和重用性。

8. 在對象集合中使用 filter()

filter() 不僅可以用于簡單類型的流（如 Integer、String），也可以用于復(fù)雜對象的流。例如，在一個包含 Person 對象的列表中篩選年齡大于 18 的人：

class Person {
    String name;
    int age;

    Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name + " (" + age + ")";
    }
}

List<Person> people = Arrays.asList(
    new Person("Alice", 22),
    new Person("Bob", 17),
    new Person("Charlie", 20)
);

List<Person> adults = people.stream()
    .filter(person -> person.age > 18)  // 篩選年齡大于 18 的人
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(adults);  // 輸出: [Alice (22), Charlie (20)]