java - Java-8 中 Stream 的循环融合(内部工作原理)

Question

我正在阅读“Java in Action”一书。

并且在书上看到了Stream的示例代码。

List<String> names = menu.stream()
                         .filter(d -> {
                                       System.out.println("filtering" + d.getName());
                                       return d.getCalories() > 300;
                                      })
                         .map(d -> {
                                    System.out.println("mapping" + d.getName());
                                    return d.getName();
                                    })
                         .limit(3)
                         .collect(toList());

代码执行后，结果如下。

filtering __1__.
mapping __1__.
filtering __2__.
mapping __2__.
filtering __3__.
mapping __3__.

也就是说，由于 limit(3)，日志消息只打印了 3 次!在本书中，这被称为“循环融合”。但是，我不明白这一点。因为，如果你知道一个对象是否被过滤，你就必须计算过滤函数。然后，我认为应该打印“过滤...”消息。

请解释一下循环融合在内部是如何工作的。

Answer 1

“因为，如果你[想]知道一个对象是否被过滤，你必须计算过滤函数”，是的，但也许你的样本数据不足以说明这一点。如果你尝试

List<String> result = Stream.of("java", "streams", "are", "great", "stuff")
    .filter(s -> {
                  System.out.println("filtering " + s);
                  return s.length()>=4;
                 })
    .map(s -> {
               System.out.println("mapping " + s);
               return s.toUpperCase();
              })
    .limit(3)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println("Result:");
result.forEach(System.out::println);

它会打印

filtering java
mapping java
filtering streams
mapping streams
filtering are
filtering great
mapping great
Result:
JAVA
STREAMS
GREAT

表示

• 为了找到匹配过滤器的三个元素，您可能必须评估三个以上的元素，这里评估四个元素，但您不需要评估后续元素一旦你有三场比赛

• 后续映射函数只需要应用于匹配元素。这允许得出结论，是否指定了 .map(…).limit(…) 或 .limit(…).map(…) 是无关紧要的。
  这不同于相关的 .filter 和 .limit 的相对位置。

术语“循环融合”意味着没有过滤循环、映射循环、限制操作，而是只有一个循环(概念上)执行整个工作，相当于以下单个循环:

String[] source = { "java", "streams", "are", "great", "stuff"};
List<String> result = new ArrayList<>();
int limit = 3;
for(String s: source) {
    System.out.println("filtering " + s);
    if(s.length()>=4) {
        System.out.println("mapping " + s);
        String t = s.toUpperCase();
        if(limit-->0) {
            result.add(t);
        }
        else break;
    }
}