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Java?Stream流中的filter()使用方法舉例詳解

更新時(shí)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(guò)接收一個(gè)返回boolean值的函數(shù)（斷言）作為參數(shù),篩選出滿(mǎn)足條件的元素并收集到新的流中,文中通過(guò)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(gè)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(gè) Predicate（斷言，即返回 boolean 的函數(shù)）作為參數(shù)，篩選出滿(mǎn)足條件的元素，并將它們收集到一個(gè)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(gè)整數(shù)流，并且只想保留其中的偶數(shù)，可以使用 filter() 來(lái)實(shí)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(gè)例子中：

filter(n -> n % 2 == 0)：是一個(gè)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(huì)遍歷流中的每個(gè)元素，使用該條件進(jìn)行檢查，滿(mǎn)足條件的元素會(huì)繼續(xù)留在流中，不滿(mǎn)足條件的元素會(huì)被丟棄。

2. Predicate 函數(shù)

filter() 的參數(shù)是一個(gè) Predicate 接口，這個(gè)接口只有一個(gè)抽象方法 boolean test(T t)，它接收一個(gè)輸入并返回一個(gè) boolean 值。這個(gè) Predicate 用來(lái)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(gè)例子中，n -> n > 3 是一個(gè) Predicate，它表示篩選出大于 3 的數(shù)字。filter() 方法根據(jù)這個(gè) Predicate 來(lái)保留滿(mǎn)足條件的元素。

3. 鏈?zhǔn)秸{(diào)用 filter()

你可以多次調(diào)用 filter()，來(lái)對(duì)流中的元素應(yīng)用多個(gè)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(gè)條件: 大于 3
    .filter(n -> n < 8)    // 第二個(gè)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(gè) filter(n -> n > 3)：篩選出大于 3 的數(shù)字。
第二個(gè) 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(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)條件的元素 [4, 5, 6, 7]。

4. 空流

filter() 操作之后，流可能會(huì)變成空流。如果沒(méi)有任何元素滿(mǎn)足 filter() 的條件，流會(huì)變成空流，但不會(huì)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(méi)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(méi)有元素滿(mǎn)足條件
    .collect(Collectors.toList());

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

在這個(gè)例子中，filter(n -> n > 10) 篩選出大于 10 的元素，但流中沒(méi)有元素滿(mǎn)足這個(gè)條件，所以最終返回的是一個(gè)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(huì)立即執(zhí)行，而是等到流上的終端操作（如 collect()、forEach()）被調(diào)用時(shí)才會(huì)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(méi)有執(zhí)行；只有當(dāng)終端操作被調(diào)用時(shí)，filter() 才真正開(kāi)始過(guò)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(zhǎng)度大于 5 的單詞
    .map(String::toUpperCase)           // 將符合條件的單詞轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)
    .collect(Collectors.toList());

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

在這個(gè)例子中：

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

7. 組合多個(gè) Predicate 條件

有時(shí)候你可能需要對(duì)流中的元素應(yīng)用多個(gè)條件。你可以通過(guò) Predicate 的 and()、or()、negate() 等方法組合多個(gè)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(qiáng)代碼的可讀性和重用性。

8. 在對(duì)象集合中使用 filter()

filter() 不僅可以用于簡(jiǎn)單類(lèi)型的流（如 Integer、String），也可以用于復(fù)雜對(duì)象的流。例如，在一個(gè)包含 Person 對(duì)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)]