Go语言实现的Java Stream API

学习Go语言时实现的集合操作工具库,类似于Java 8 中新增的Stream API。由于Go语言不支持泛型,所以基于反射实现。只用于学习目的,不要用于生产(PS:当然也不会有人用)。

项目地址:https://github.com/tk103331/stream

集合操作包括生成操作、中间操作和终止操作。
生成操作返回值是Steam对象,相当于数据的源头,可以调用Stream的其他方法;中间操作返回值是Stream对象,可以继续调用Stream的方法,即可以链式调用方法;终止操作不能继续调用方法。

下面介绍下这个库的API:


数据准备
后面的操作都是基于集合数据的,先准备一些测试数据。

type student struct {
	id int
	name   string
	ageint
	scores []int
}

func (s *student) String() string {
	return fmt.Sprintf("{id:%d, name:%s, age:%d,scores:%v}", s.id, s.name, s.age, s.scores)
}

func createStudents() []student {
	names := []string{"Tom", "Kate", "Lucy", "Jim", "Jack", "King", "Lee", "Mask"}
	students := make([]student, 10)
	rnd := func(start, end int) int { return rand.Intn(end-start) + start }
	for i := 0; i < 10; i++ {
		students[i] = student{
			id: i + 1,
			name:   names[rand.Intn(len(names))],
			age:rnd(15, 26),
			scores: []int{rnd(60, 100), rnd(60, 100), rnd(60, 100)},
		}
	}
	return students
}

type node struct {
	id   int
	next *node
}

func createNodes() *node {
	i := 10
	n := &node{id: i}
	for i > 0 {
		i--
		n = &node{id: i, next: n}
	}
	return n
}

循环遍历 ForEach

循环遍历集合中的每一个元素,需要提供一个包含一个参数的处理函数作为参数,形如 func(o T),循环遍历时会把每个元素作为处理函数的实参。
ForEach 方法是终止操作。

func (s *stream) ForEach(actFunc interface{})

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

stream.ForEach(func(s student) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s.String())
})

输出:

{id:1, name:Kate, age:16,scores:[67 79 61]}
{id:2, name:Lee, age:22,scores:[80 76 80]}
{id:3, name:Lee, age:15,scores:[62 69 68]}
{id:4, name:Lucy, age:22,scores:[65 97 86]}
{id:5, name:Mask, age:15,scores:[68 78 67]}
{id:6, name:Jim, age:20,scores:[68 90 75]}
{id:7, name:King, age:22,scores:[87 91 89]}
{id:8, name:Jack, age:16,scores:[91 65 86]}
{id:9, name:King, age:21,scores:[94 63 93]}
{id:10, name:Jim, age:20,scores:[64 99 93]}

迭代器 Iterate

It 方法可以从一个迭代器中创建一个Stream对象,迭代器就是一个迭代产生数据的迭代函数,迭代函数形如 func(prev T) (next T,more bool),迭代函数的参数为上一个元素的值,返回值是下一个元素的值,和是否还有更多元素。
It 方法是生成操作。

func It(initValue interface{}, itFunc interface{}) (*stream, error)

Sample:

stream, _ := It(root, func(n *node) (*node, bool) {
	return n.next, n.next.next != nil
})
stream.ForEach(func(n *node) {
	fmt.Printf("\tnode{id:%d}\n", n.id)
})

Output:

node{id:1}
node{id:2}
node{id:3}
node{id:4}
node{id:5}
node{id:6}
node{id:7}
node{id:8}
node{id:9}
node{id:10}

生成器 Generate

Gen 方法可以从一个生成器中创建一个Stream对象,生成器就是一个不断产生数据的生成函数,生成函数形如 func() (next T,more bool),生成函数没有参数,返回值是下一个元素的值,和是否还有更多元素。
Gen 方法是生成操作。
Gen 方法和It 方法的区别就是,它可以不依赖上一个元素的值。

func Gen(genFunc interface{}) (*stream, error)

例子:

stream, _ := Gen(func() (int, bool) {
	x := rand.Intn(10)
	return x, x < 8
})
stream.ForEach(func(x int) {
	fmt.Printf("\t%d\n", x)
})

输出:

1
7
7
9

过滤 Filter

Filter 方法对集合中的元素进行过滤,筛选出符合条件的元素,需要提供一个过滤函数,过滤函数形如func(o T) bool,参数为集合中的元素,返回值是表示该元素是否符合条件。
Filter 方法是中间操作。

func (s *stream) Filter(filterFunc interface{}) *stream

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

stream.Filter(func(s student) bool {
	return s.age > 20
}).ForEach(func(s student) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s.String())
})

输出:

{id:2, name:Lee, age:22,scores:[80 76 80]}
{id:4, name:Lucy, age:22,scores:[65 97 86]}
{id:7, name:King, age:22,scores:[87 91 89]}
{id:9, name:King, age:21,scores:[94 63 93]}

映射 Map

Map 方法可以将集合中的每个元素映射为新的值,从而得到一个新的集合,需要提供一个映射函数,形如func(o T1) T2,参数为集合中的元素,返回值是表示该元素映射的新值。
Map 方法是中间操作。

func (s *stream) Map(mapFunc interface{}) *stream

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

stream.Map(func(s student) string {
	return s.name
}).ForEach(func(s string) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s)
})

输出:

Kate
Lee
Lee
Lucy
Mask
Jim
King
Jack
King
Jim

打平映射 FlatMap

FlatMap 方法可以将集合中每个元素映射为多个元素,返回新的集合包含映射的所有元素。需要提供一个映射函数,形如 func(o T1) []T2,参数为集合中的元素,返回值是表示该元素映射的新值的集合。
FlatMap 方法是中间操作。
FlatMap 方法和Map 方法的区别在于,它可以将集合中每个元素嵌套的集合打平,合并为新的集合。

func (s *stream) FlatMap(mapFunc interface{}) *stream

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)
var data []int
stream.FlatMap(func(s student) []int {
	return s.scores
}).ToSlice(&data)
fmt.Printf("\t%v\n", data)

输出:

[67 79 61 80 76 80 62 69 68 65 97 86 68 78 67 68 90 75 87 91 89 91 65 86 94 63 93 64 99 93]

排序 Sort

Sort 方法根据一定队则对集合中的元素进行排序,参数为比较函数,形如func(o1,o2 T) bool,参数为集合中的两个元素,返回值为第一参数是否小于第二个参数。排序算法使用sort中的排序算法。
Sort 方法是中间操作。

func (s *stream) Sort(lessFunc interface{}) *stream

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

stream.Sort(func(s1, s2 student) bool {
	return s1.scores[0]+s1.scores[1]+s1.scores[2] > s2.scores[0]+s2.scores[1]+s2.scores[2]
}).ForEach(func(s student) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s.String())
})

输出:

{id:7, name:King, age:22,scores:[87 91 89]}
{id:10, name:Jim, age:20,scores:[64 99 93]}
{id:9, name:King, age:21,scores:[94 63 93]}
{id:4, name:Lucy, age:22,scores:[65 97 86]}
{id:8, name:Jack, age:16,scores:[91 65 86]}
{id:2, name:Lee, age:22,scores:[80 76 80]}
{id:6, name:Jim, age:20,scores:[68 90 75]}
{id:5, name:Mask, age:15,scores:[68 78 67]}
{id:1, name:Kate, age:16,scores:[67 79 61]}
{id:3, name:Lee, age:15,scores:[62 69 68]}

去重 Distinct

Distinct 方法会对集合中的元素进行比较,并将重复的元素过滤掉. 参数为比较函数,形如 func(o1,o2 T) bool,参数为集合中的两个元素,返回值为两个元素是否相等。
Distinct 方法是中间操作。

func (s *stream) Distinct(equalFunc interface{}) *stream

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

stream.Map(func(s student) string {
	return s.name
}).Distinct(func(p1, p2 string) bool {
	return p1 == p2
}).ForEach(func(s string) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s)
})

输出:

Kate
Lee
Lucy
Mask
Jim
King
Jack

提取 Peek

Peek 方法遍历集合的每个元素,执行一定的处理,处理函数形如func(o T),参数为集合每一个元素,没有返回值。
Peek 方法和 ForEach 方法的区别,它是一个中间操作,可以继续调用Stream的其他方法。

func (s *stream) Peek(peekFunc interface{}) *stream

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

stream.Filter(func(s student) bool {
	return s.age%2 == 0
}).Call(func() {
	fmt.Println("\tfilter by age % 2 == 0")
}).Peek(func(s student) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s.String())
}).Filter(func(s student) bool {
	return s.age > 18
}).Call(func() {
	fmt.Println("\tfilter by age > 18")
}).Peek(func(s student) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s.String())
}).Exec()

输出:

filter by age % 2 == 0
{id:1, name:Kate, age:16,scores:[67 79 61]}
{id:2, name:Lee, age:22,scores:[80 76 80]}
{id:4, name:Lucy, age:22,scores:[65 97 86]}
{id:6, name:Jim, age:20,scores:[68 90 75]}
{id:7, name:King, age:22,scores:[87 91 89]}
{id:8, name:Jack, age:16,scores:[91 65 86]}
{id:10, name:Jim, age:20,scores:[64 99 93]}
filter by age > 18
{id:2, name:Lee, age:22,scores:[80 76 80]}
{id:4, name:Lucy, age:22,scores:[65 97 86]}
{id:6, name:Jim, age:20,scores:[68 90 75]}
{id:7, name:King, age:22,scores:[87 91 89]}
{id:10, name:Jim, age:20,scores:[64 99 93]}

调用 Call

Call 方法可以在Stream对象执行过程中拿到集合的所有数据,可以对中间结果做一些处理,参数为处理函数,形如func(o []T),参数为整个集合的数据。
Call 方法为中间操作。

func (s *stream) Call(callFunc interface{}) *stream

检查 Check

Check 方法可以在Stream对象执行过程中检查是否需要进行后续操作,参数为判断函数,形如func(o []T) bool,参数为整个集合的数据,返回值为是否继续处理数据。
Check 方法为中间操作。
Check 方法与Call 方法的区分是,它可以终止整个Steam的执行。

func (s *stream) Check(checkFunc interface{}) *stream

限制 Limit

Limit 方法可以限制集合中元素的数量,参数为显示的数量。
Limit 方法为中间操作。

func (s *stream) Limit(num int) *stream

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

stream.Limit(5).Call(func() {
	fmt.Println("\tlimit by 5")
}).ForEach(func(s student) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s.String())
})

输出:

limit by 5
{id:1, name:Kate, age:16,scores:[67 79 61]}
{id:2, name:Lee, age:22,scores:[80 76 80]}
{id:3, name:Lee, age:15,scores:[62 69 68]}
{id:4, name:Lucy, age:22,scores:[65 97 86]}
{id:5, name:Mask, age:15,scores:[68 78 67]}

跳过 Skip

Skip 方法可以在处理过程中跳过指定数目的元素,参数为跳过的数量.

func (s *stream) Skip(num int) *stream

例子:

stream.Skip(5).Call(func() {
	fmt.Println("\tskip by 5")
}).ForEach(func(s student) {
	fmt.Printf("\t%s\n", s.String())
})

输出:

skip by 5
{id:6, name:Jim, age:20,scores:[68 90 75]}
{id:7, name:King, age:22,scores:[87 91 89]}
{id:8, name:Jack, age:16,scores:[91 65 86]}
{id:9, name:King, age:21,scores:[94 63 93]}
{id:10, name:Jim, age:20,scores:[64 99 93]}

全部匹配 AllMatch

AllMatch 判断集合中的元素是否都符合条件,需要提供一个判断函数,形如 func(o T) bool , 参数为集合中的元素,返回值为是否条件。
AllMatch 方法为终止操作,返回值为是否所有都符合条件。

func (s *stream) AllMatch(matchFunc interface{}) bool

任一匹配 AnyMatch

AnyMatch 判断集合中的元素是否有任一元素符合条件,需要提供一个判断函数,形如 func(o T) bool ,参数为集合中的元素,返回值为是否条件。
AnyMatch 方法为终止操作,返回值为是否有任一元素符合条件。

func (s *stream) AnyMatch(matchFunc interface{}) bool

全不匹配 NoneMatch

NoneMatch 判断集合中的元素是否所有元素都不符合条件,需要提供一个判断函数,形如 func(o T) bool ,参数为集合中的元素,返回值为是否条件。
NoneMatch 方法为终止操作,返回值为是否所有元素都不符合条件。

func (s *stream) NoneMatch(matchFunc interface{}) bool

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

r1 := stream.AllMatch(func(s student) bool {
	return s.age > 20
})
stream.Reset()
r2 := stream.AnyMatch(func(s student) bool {
	return s.name == "Jim"
})
stream.Reset()
r3 := stream.NoneMatch(func(s student) bool {
	return s.scores[0]+s.scores[1]+s.scores[2] > 270
})
fmt.Printf("\tAllMatch: %t, AnyMatch: %t, NoneMatch: %t \n", r1, r2, r3)

输出:

AllMatch: false, AnyMatch: true, NoneMatch: true

计数 Count

Count 返回集合中元素的数量。
Count 为终止操作。

func (s *stream) Count() int

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

r := stream.Count()
fmt.Printf("\t%d\n", r)

输出:

10

分组 Group

Group 方法可以根据规则,将集合中的元素进行分组,需要提供一个分组函数,形如func(o T1) (key T2,value T3),参数为集合中的元素,返回值为分组的key和value。
Group 方法为终止操作,返回值为分组的map。

func (s *stream) Group(groupFunc interface{}) interface{}\

最大值 Max

Max 方法返回集合中最大的元素,需要提供一个比较函数,形如func(o1,o2 T) bool,参数为集合中的两个元素,返回值为第一参数是否小于第二个参数。
Max 方法为终止操作。

func (s *stream) Max(lessFunc interface{}) interface{}

最小值 Min

Min 方法返回集合中最大的元素,需要提供一个比较函数,形如func(o1,o2 T) bool,参数为集合中的两个元素,返回值为第一参数是否小于第二个参数。
Min 方法为终止操作。

func (s *stream) Min(lessFunc interface{}) interface{}

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

r1 := stream.Max(func(s1, s2 student) bool {
	return s1.scores[0]+s1.scores[1]+s1.scores[2] < s2.scores[0]+s2.scores[1]+s2.scores[2]
})
stream.Reset()
r2 := stream.Min(func(s1, s2 student) bool {
	return s1.scores[0]+s1.scores[1]+s1.scores[2] < s2.scores[0]+s2.scores[1]+s2.scores[2]
})
fmt.Printf("\tMax: %v, Min: %v \n", r1, r2)

输出:

Max: {7 King 22 [87 91 89]}, Min: {3 Lee 15 [62 69 68]} 

最先匹配 First

First 方法返回第一个符合条件的元素,需要提供一个匹配函数,形如 func(o T) bool,参数为集合中的元素,返回值表示该元素是否匹配条件。
First 为终止操作。

func (s *stream) First(matchFunc interface{}) interface{}

最后匹配 Last

First 方法返回第一个符合条件的元素,需要提供一个匹配函数,形如 func(o T) bool,参数为集合中的元素,返回值表示该元素是否匹配条件。
First 为终止操作。

func (s *stream) Last(matchFunc interface{}) interface{}

规约 Reduce

Reduce 方法可以基于一个初始值,遍历将规约函数应用于集合中的每个元素,得到最终结果,规约函数形如 func(r T2,o T) T2,参数为前面的元素计算结果和当前元素,返回值为新的结果。
Reduce 为终止操作,返回值为规约计算后的结果。

func (s *stream) Reduce(initValue interface{}, reduceFunc interface{}) interface{}

例子:

students := createStudents()
stream, _ := New(students)

r := 0
r = stream.Map(func(s student) int {
	return s.scores[0]
}).Reduce(r, func(sum int, i int) int {
	return sum + i
}).(int)
fmt.Printf("\t%d\n", r)

输出:

746

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