Java 集合之 map 集合
作者：楠羽
- 2022 年 8 月 25 日 浙江
本文字数：12791 字
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1.Map 集合
1.1Map 集合概述和特点【理解】
Map 集合概述
interface Map<K,V> K：键的类型；V：值的类型
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Map 集合的特点
双列集合,一个键对应一个值
键不可以重复,值可以重复
Map 集合的基本使用
public class MapDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Map<String,String> map = new HashMap<String,String>(); //V put(K key, V value) 将指定的值与该映射中的指定键相关联 map.put("itheima001","林青霞"); map.put("itheima002","张曼玉"); map.put("itheima003","王祖贤"); map.put("itheima003","柳岩"); //输出集合对象 System.out.println(map); } }
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1.2Map 集合的基本功能【应用】
方法介绍
示例代码
public class MapDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Map<String,String> map = new HashMap<String,String>(); //V put(K key,V value)：添加元素 map.put("张无忌","赵敏"); map.put("郭靖","黄蓉"); map.put("杨过","小龙女"); //V remove(Object key)：根据键删除键值对元素 // System.out.println(map.remove("郭靖")); // System.out.println(map.remove("郭襄")); //void clear()：移除所有的键值对元素 // map.clear(); //boolean containsKey(Object key)：判断集合是否包含指定的键 // System.out.println(map.containsKey("郭靖")); // System.out.println(map.containsKey("郭襄")); //boolean isEmpty()：判断集合是否为空 // System.out.println(map.isEmpty()); //int size()：集合的长度，也就是集合中键值对的个数 System.out.println(map.size()); //输出集合对象 System.out.println(map); } }
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1.3Map 集合的获取功能【应用】
方法介绍
示例代码
public class MapDemo03 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); //添加元素 map.put("张无忌", "赵敏"); map.put("郭靖", "黄蓉"); map.put("杨过", "小龙女"); //V get(Object key):根据键获取值 // System.out.println(map.get("张无忌")); // System.out.println(map.get("张三丰")); //Set<K> keySet():获取所有键的集合 // Set<String> keySet = map.keySet(); // for(String key : keySet) { // System.out.println(key); // } //Collection<V> values():获取所有值的集合 Collection<String> values = map.values(); for(String value : values) { System.out.println(value); } } }
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1.4Map 集合的遍历(方式 1)【应用】
遍历思路
我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把 Map 看成是一个夫妻对的集合
把所有的丈夫给集中起来
遍历丈夫的集合，获取到每一个丈夫
根据丈夫去找对应的妻子
步骤分析
获取所有键的集合。用 keySet()方法实现
遍历键的集合，获取到每一个键。用增强 for 实现
根据键去找值。用 get(Object key)方法实现
代码实现
public class MapDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); //添加元素 map.put("张无忌", "赵敏"); map.put("郭靖", "黄蓉"); map.put("杨过", "小龙女"); //获取所有键的集合。用keySet()方法实现 Set<String> keySet = map.keySet(); //遍历键的集合，获取到每一个键。用增强for实现 for (String key : keySet) { //根据键去找值。用get(Object key)方法实现 String value = map.get(key); System.out.println(key + "," + value); } } }
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1.5Map 集合的遍历(方式 2)【应用】
遍历思路
我们刚才存储的元素都是成对出现的，所以我们把 Map 看成是一个夫妻对的集合
获取所有结婚证的集合
遍历结婚证的集合，得到每一个结婚证
根据结婚证获取丈夫和妻子
步骤分析
获取所有键值对对象的集合
Set<Map.Entry<K,V>> entrySet()：获取所有键值对对象的集合
遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象
用增强 for 实现，得到每一个 Map.Entry
根据键值对对象获取键和值
用 getKey()得到键
用 getValue()得到值
代码实现
public class MapDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建集合对象 Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); //添加元素 map.put("张无忌", "赵敏"); map.put("郭靖", "黄蓉"); map.put("杨过", "小龙女"); //获取所有键值对对象的集合 Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet(); //遍历键值对对象的集合，得到每一个键值对对象 for (Map.Entry<String, String> me : entrySet) { //根据键值对对象获取键和值 String key = me.getKey(); String value = me.getValue(); System.out.println(key + "," + value); } } }
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2.HashMap 集合
2.1HashMap 集合概述和特点【理解】
HashMap 底层是哈希表结构的
依赖 hashCode 方法和 equals 方法保证键的唯一
如果键要存储的是自定义对象，需要重写 hashCode 和 equals 方法
2.2HashMap 集合应用案例【应用】
案例需求
创建一个 HashMap 集合，键是学生对象(Student)，值是居住地 (String)。存储多个元素，并遍历。
要求保证键的唯一性：如果学生对象的成员变量值相同，我们就认为是同一个对象
代码实现
学生类
public class Student { private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public boolean equals(Object o) { if (this == o) return true; if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false; Student student = (Student) o; if (age != student.age) return false; return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null; } @Override public int hashCode() { int result = name != null ? name.hashCode() : 0; result = 31 * result + age; return result; } }
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测试类
public class HashMapDemo { public static void main(String[] args) { //创建HashMap集合对象 HashMap<Student, String> hm = new HashMap<Student, String>(); //创建学生对象 Student s1 = new Student("林青霞", 30); Student s2 = new Student("张曼玉", 35); Student s3 = new Student("王祖贤", 33); Student s4 = new Student("王祖贤", 33); //把学生添加到集合 hm.put(s1, "西安"); hm.put(s2, "武汉"); hm.put(s3, "郑州"); hm.put(s4, "北京"); //遍历集合 Set<Student> keySet = hm.keySet(); for (Student key : keySet) { String value = hm.get(key); System.out.println(key.getName() + "," + key.getAge() + "," + value); } } }
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3.TreeMap 集合
3.1TreeMap 集合概述和特点【理解】
TreeMap 底层是红黑树结构
依赖自然排序或者比较器排序,对键进行排序
如果键存储的是自定义对象,需要实现 Comparable 接口或者在创建 TreeMap 对象时候给出比较器排序规则
3.2TreeMap 集合应用案例一【应用】
案例需求
创建一个 TreeMap 集合,键是学生对象(Student),值是籍贯(String),学生属性姓名和年龄,按照年龄进行排序并遍历
要求按照学生的年龄进行排序,如果年龄相同则按照姓名进行排序
代码实现
学生类
public class Student implements Comparable<Student>{ private String name; private int age; public Student() { } public Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } @Override public int compareTo(Student o) { //按照年龄进行排序 int result = o.getAge() - this.getAge(); //次要条件，按照姓名排序。 result = result == 0 ? o.getName().compareTo(this.getName()) : result; return result; } }
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测试类
public class Test1 { public static void main(String[] args) { // 创建TreeMap集合对象 TreeMap<Student,String> tm = new TreeMap<>(); // 创建学生对象 Student s1 = new Student("xiaohei",23); Student s2 = new Student("dapang",22); Student s3 = new Student("xiaomei",22); // 将学生对象添加到TreeMap集合中 tm.put(s1,"江苏"); tm.put(s2,"北京"); tm.put(s3,"天津"); // 遍历TreeMap集合,打印每个学生的信息 tm.forEach( (Student key, String value)->{ System.out.println(key + "---" + value); } ); } }
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3.3TreeMap 集合应用案例二【应用】
案例需求
给定一个字符串,要求统计字符串中每个字符出现的次数。
举例: 给定字符串是“aababcabcdabcde”,在控制台输出: “a(5)b(4)c(3)d(2)e(1)”
代码实现
public class Test2 { public static void main(String[] args) { // 给定字符串 String s = "aababcabcdabcde"; // 创建TreeMap集合对象,键是Character,值是Integer TreeMap<Character,Integer> tm = new TreeMap<>(); //遍历字符串，得到每一个字符 for (int i = 0; i < s.length(); i++) { //c依次表示字符串中的每一个字符 char c = s.charAt(i); // 判断当前遍历到的字符是否在集合中出现过 if(!tm.containsKey(c)){ //表示当前字符是第一次出现。 tm.put(c,1); }else{ //存在，表示当前字符已经出现过了 //先获取这个字符已经出现的次数 Integer count = tm.get(c); //自增，表示这个字符又出现了依次 count++; //将自增后的结果再次添加到集合中。 tm.put(c,count); } } // a（5）b（4）c（3）d（2）e（1） //System.out.println(tm); tm.forEach( (Character key,Integer value)->{ System.out.print(key + "（" + value + "）"); } ); } }
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4.可变参数
4.1 可变参数【应用】
可变参数介绍
可变参数又称参数个数可变，用作方法的形参出现，那么方法参数个数就是可变的了
方法的参数类型已经确定,个数不确定,我们可以使用可变参数
可变参数定义格式
修饰符 返回值类型 方法名(数据类型… 变量名) { }
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可变参数的注意事项
这里的变量其实是一个数组
如果一个方法有多个参数，包含可变参数，可变参数要放在最后
可变参数的基本使用
public class ArgsDemo01 { public static void main(String[] args) { System.out.println(sum(10, 20)); System.out.println(sum(10, 20, 30)); System.out.println(sum(10, 20, 30, 40)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70)); System.out.println(sum(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100)); } // public static int sum(int b,int... a) { // return 0; // } public static int sum(int... a) { int sum = 0; for(int i : a) { sum += i; } return sum; } }
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4.2 创建不可变集合【理解】
方法介绍
在 List、Set、Map 接口中,都存在 of 方法,可以创建一个不可变的集合
这个集合不能添加,不能删除,不能修改
但是可以结合集合的带参构造,实现集合的批量添加
在 Map 接口中,还有一个 ofEntries 方法可以提高代码的阅读性
首先会把键值对封装成一个 Entry 对象,再把这个 Entry 对象添加到集合当中
示例代码
public class MyVariableParameter4 { public static void main(String[] args) { // static <E> List<E> of(E…elements) 创建一个具有指定元素的List集合对象 //static <E> Set<E> of(E…elements) 创建一个具有指定元素的Set集合对象 //static <K , V> Map<K，V> of(E…elements) 创建一个具有指定元素的Map集合对象 //method1(); //method2(); //method3(); //method4(); } private static void method4() { Map<String, String> map = Map.ofEntries( Map.entry("zhangsan", "江苏"), Map.entry("lisi", "北京")); System.out.println(map); } private static void method3() { Map<String, String> map = Map.of("zhangsan", "江苏", "lisi", "北京", "wangwu", "天津"); System.out.println(map); } private static void method2() { //传递的参数当中，不能存在重复的元素。 Set<String> set = Set.of("a", "b", "c", "d","a"); System.out.println(set); } private static void method1() { List<String> list = List.of("a", "b", "c", "d"); System.out.println(list); //list.add("Q"); //list.remove("a"); //list.set(0,"A"); //System.out.println(list); // ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>(); // list2.add("aaa"); // list2.add("aaa"); // list2.add("aaa"); // list2.add("aaa"); //集合的批量添加。 //首先是通过调用List.of方法来创建一个不可变的集合，of方法的形参就是一个可变参数。 //再创建一个ArrayList集合，并把这个不可变的集合中所有的数据，都添加到ArrayList中。 ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>(List.of("a", "b", "c", "d")); System.out.println(list3); } }
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5.Stream 流
5.1 体验 Stream 流【理解】
案例需求
按照下面的要求完成集合的创建和遍历
创建一个集合，存储多个字符串元素
把集合中所有以"张"开头的元素存储到一个新的集合
把"张"开头的集合中的长度为 3 的元素存储到一个新的集合
遍历上一步得到的集合
原始方式示例代码
public class StreamDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //把集合中所有以"张"开头的元素存储到一个新的集合 ArrayList<String> zhangList = new ArrayList<String>(); for(String s : list) { if(s.startsWith("张")) { zhangList.add(s); } } // System.out.println(zhangList); //把"张"开头的集合中的长度为3的元素存储到一个新的集合 ArrayList<String> threeList = new ArrayList<String>(); for(String s : zhangList) { if(s.length() == 3) { threeList.add(s); } } // System.out.println(threeList); //遍历上一步得到的集合 for(String s : threeList) { System.out.println(s); } System.out.println("--------"); //Stream流来改进 // list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(s -> System.out.println(s)); list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println); } }
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使用 Stream 流示例代码
public class StreamDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //Stream流来改进 list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println); } }
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Stream 流的好处
直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义：获取流、过滤姓张、过滤长度为 3、逐一打印
Stream 流把真正的函数式编程风格引入到 Java 中
代码简洁
5.2Stream 流的常见生成方式【应用】
Stream 流的思想
Stream 流的三类方法
获取 Stream 流
创建一条流水线,并把数据放到流水线上准备进行操作
中间方法
流水线上的操作
一次操作完毕之后,还可以继续进行其他操作
终结方法
一个 Stream 流只能有一个终结方法
是流水线上的最后一个操作
生成 Stream 流的方式
Collection 体系集合
使用默认方法 stream()生成流， default Stream<E> stream()
Map 体系集合
把 Map 转成 Set 集合，间接的生成流
数组
通过 Arrays 中的静态方法 stream 生成流
同种数据类型的多个数据
通过 Stream 接口的静态方法 of(T... values)生成流
代码演示
public class StreamDemo { public static void main(String[] args) { //Collection体系的集合可以使用默认方法stream()生成流 List<String> list = new ArrayList<String>(); Stream<String> listStream = list.stream(); Set<String> set = new HashSet<String>(); Stream<String> setStream = set.stream(); //Map体系的集合间接的生成流 Map<String,Integer> map = new HashMap<String, Integer>(); Stream<String> keyStream = map.keySet().stream(); Stream<Integer> valueStream = map.values().stream(); Stream<Map.Entry<String, Integer>> entryStream = map.entrySet().stream(); //数组可以通过Arrays中的静态方法stream生成流 String[] strArray = {"hello","world","java"}; Stream<String> strArrayStream = Arrays.stream(strArray); //同种数据类型的多个数据可以通过Stream接口的静态方法of(T... values)生成流 Stream<String> strArrayStream2 = Stream.of("hello", "world", "java"); Stream<Integer> intStream = Stream.of(10, 20, 30); } }
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5.3Stream 流中间操作方法【应用】
概念
中间操作的意思是,执行完此方法之后,Stream 流依然可以继续执行其他操作
常见方法
filter 代码演示
public class StreamDemo01 { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //需求1：把list集合中以张开头的元素在控制台输出 list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).forEach(System.out::println); System.out.println("--------"); //需求2：把list集合中长度为3的元素在控制台输出 list.stream().filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println); System.out.println("--------"); //需求3：把list集合中以张开头的，长度为3的元素在控制台输出 list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).filter(s -> s.length() == 3).forEach(System.out::println); } }
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limit&skip 代码演示
public class StreamDemo02 { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //需求1：取前3个数据在控制台输出 list.stream().limit(3).forEach(System.out::println); System.out.println("--------"); //需求2：跳过3个元素，把剩下的元素在控制台输出 list.stream().skip(3).forEach(System.out::println); System.out.println("--------"); //需求3：跳过2个元素，把剩下的元素中前2个在控制台输出 list.stream().skip(2).limit(2).forEach(System.out::println); } }
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concat&distinct 代码演示
public class StreamDemo03 { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //需求1：取前4个数据组成一个流 Stream<String> s1 = list.stream().limit(4); //需求2：跳过2个数据组成一个流 Stream<String> s2 = list.stream().skip(2); //需求3：合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出 // Stream.concat(s1,s2).forEach(System.out::println); //需求4：合并需求1和需求2得到的流，并把结果在控制台输出，要求字符串元素不能重复 Stream.concat(s1,s2).distinct().forEach(System.out::println); } }
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5.4Stream 流终结操作方法【应用】
概念
终结操作的意思是,执行完此方法之后,Stream 流将不能再执行其他操作
常见方法
代码演示
public class StreamDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个集合，存储多个字符串元素 ArrayList<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); list.add("张敏"); list.add("张无忌"); //需求1：把集合中的元素在控制台输出 // list.stream().forEach(System.out::println); //需求2：统计集合中有几个以张开头的元素，并把统计结果在控制台输出 long count = list.stream().filter(s -> s.startsWith("张")).count(); System.out.println(count); } }
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5.5Stream 流的收集操作【应用】
概念
对数据使用 Stream 流的方式操作完毕后,可以把流中的数据收集到集合中
常用方法
工具类 Collectors 提供了具体的收集方式
代码演示
public class CollectDemo { public static void main(String[] args) { //创建List集合对象 List<String> list = new ArrayList<String>(); list.add("林青霞"); list.add("张曼玉"); list.add("王祖贤"); list.add("柳岩"); /* //需求1：得到名字为3个字的流 Stream<String> listStream = list.stream().filter(s -> s.length() == 3); //需求2：把使用Stream流操作完毕的数据收集到List集合中并遍历 List<String> names = listStream.collect(Collectors.toList()); for(String name : names) { System.out.println(name); } */ //创建Set集合对象 Set<Integer> set = new HashSet<Integer>(); set.add(10); set.add(20); set.add(30); set.add(33); set.add(35); /* //需求3：得到年龄大于25的流 Stream<Integer> setStream = set.stream().filter(age -> age > 25); //需求4：把使用Stream流操作完毕的数据收集到Set集合中并遍历 Set<Integer> ages = setStream.collect(Collectors.toSet()); for(Integer age : ages) { System.out.println(age); } */ //定义一个字符串数组，每一个字符串数据由姓名数据和年龄数据组合而成 String[] strArray = {"林青霞,30", "张曼玉,35", "王祖贤,33", "柳岩,25"}; //需求5：得到字符串中年龄数据大于28的流 Stream<String> arrayStream = Stream.of(strArray).filter(s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1]) > 28); //需求6：把使用Stream流操作完毕的数据收集到Map集合中并遍历，字符串中的姓名作键，年龄作值 Map<String, Integer> map = arrayStream.collect(Collectors.toMap(s -> s.split(",")[0], s -> Integer.parseInt(s.split(",")[1]))); Set<String> keySet = map.keySet(); for (String key : keySet) { Integer value = map.get(key); System.out.println(key + "," + value); } } }
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5.6Stream 流综合练习【应用】
案例需求
现在有两个 ArrayList 集合，分别存储 6 名男演员名称和 6 名女演员名称，要求完成如下的操作
男演员只要名字为 3 个字的前三人
女演员只要姓林的，并且不要第一个
把过滤后的男演员姓名和女演员姓名合并到一起
把上一步操作后的元素作为构造方法的参数创建演员对象,遍历数据
演员类 Actor 已经提供，里面有一个成员变量，一个带参构造方法，以及成员变量对应的 get/set 方法
代码实现
演员类
public class Actor { private String name; public Actor(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } }
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测试类
public class StreamTest { public static void main(String[] args) { //创建集合 ArrayList<String> manList = new ArrayList<String>(); manList.add("周润发"); manList.add("成龙"); manList.add("刘德华"); manList.add("吴京"); manList.add("周星驰"); manList.add("李连杰"); ArrayList<String> womanList = new ArrayList<String>(); womanList.add("林心如"); womanList.add("张曼玉"); womanList.add("林青霞"); womanList.add("柳岩"); womanList.add("林志玲"); womanList.add("王祖贤"); /* //男演员只要名字为3个字的前三人 Stream<String> manStream = manList.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3); //女演员只要姓林的，并且不要第一个 Stream<String> womanStream = womanList.stream().filter(s -> s.startsWith("林")).skip(1); //把过滤后的男演员姓名和女演员姓名合并到一起 Stream<String> stream = Stream.concat(manStream, womanStream); //把上一步操作后的元素作为构造方法的参数创建演员对象,遍历数据 // stream.map(Actor::new).forEach(System.out::println); stream.map(Actor::new).forEach(p -> System.out.println(p.getName())); */ Stream.concat(manList.stream().filter(s -> s.length() == 3).limit(3), womanList.stream().filter(s -> s.startsWith("林")).skip(1)).map(Actor::new). forEach(p -> System.out.println(p.getName())); } }
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