在Java 8中，是否有一个ByteStream类？

Question

Java 8提供了针对double、int和long的Stream<T>特化版本：分别为DoubleStream、IntStream和LongStream。然而，在文档中我没有找到与byte等效的类。

Java 8是否提供了ByteStream类？

- sdgfsdh

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为什么Java 8中新添加的java.util.Arrays方法没有为所有基本数据类型重载？Java 8新增了一些方便的数组操作方法，如Arrays.parallelSort和Arrays.parallelPrefix。但是这些方法只支持一些基本数据类型（如int和double），而其他一些基本数据类型（如byte和short）则没有相应的重载方法。这可能是因为JVM对于不同数据类型的处理方式稍有差异，因此在设计这些方法时需要更多考虑。但是Java 9中已经添加了对所有基本数据类型的支持。 - assylias

这个回答解决了你的问题吗？为什么Java 8中的新java.util.Arrays方法没有为所有原始类型进行重载？ - Andreas detests censorship

Answer 1

不，它不存在。实际上，它明确未被实现，以免在Stream API中添加大量基本类型的类而导致混乱。

引用OpenJDK邮件列表中Brian Goetz的一封邮件：  

简短的回答：没有。

这些形式几乎不经常使用，不值得为它们再增加100K+ JDK占用空间。如果我们添加了它们，会有人要求添加short、float或boolean。

换句话说，如果人们坚持认为我们需要所有的基本类型特化，那么我们将没有基本类型的特化。这比现状更糟。

- Tunaki

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认真吗？字节流 "几乎从不" 使用？我不知道那个人住在哪颗星球上，因为在现实世界中，字节流无处不在。 - augurar

你需要问那个人才能确定 :-) 我的印象是，大多数开发人员熟悉的字节流类型更多地是ByteArrayInputStream / ByteArrayOutputStream（用于I/O操作、批量数据处理等）。这些对象在概念上与Java 8 Stream API中的Stream是完全不同的，后者用于函数式编程。 - GOTO 0

我同意@augurar的观点。有Arrays.stream(int[] array)гЂЃArrays.stream(long[] array)е’ЊArrays.stream(double[] array)пјЊдЅ†жІЎжњ‰Arrays.stream(byte[] array)或其他基本类型的流。实际上，我觉得这相当荒谬。 - The Coordinator

是的，很高兴看到我想要的东西没有被实现，只是因为他们不想这么做。 - Andrew T Finnell

大家 - 1）你可以自己实现它。2）你可以找到第三方实现。2a）如果你找不到第三方实现，那就意味着ByteStream的实际需要程度。 - Stephen C

有时候我对这些人的逻辑非常...嗯...感到惊讶。真的。 - Lev Sivashov

Answer 2

大多数与字节相关的操作都会自动提升为整型。例如，考虑一个简单的方法，它将一个字节常量添加到每个元素中的 byte[] 数组，并返回一个新的 byte[] 数组（可能是 ByteStream 的候选对象）：

public static byte[] add(byte[] arr, byte addend) {
    byte[] result = new byte[arr.length];
    int i=0;
    for(byte b : arr) {
        result[i++] = (byte) (b+addend);
    }
    return result;
}

看，即使我们对两个 byte 变量执行加法，它们也会被扩展为 int，你需要将结果强制转换回 byte。在 Java 字节码中，除了数组加载/存储和强制转换为字节之外，大多数与 byte 相关的操作（iadd、ixor、if_icmple 等）都使用 32 位整数指令表示。因此，实际上可以使用 IntStream 处理字节作为整数。我们只需要两个额外的操作：

• 从 byte[] 数组创建一个 IntStream（将字节扩展为整数）
• 将 IntStream 收集到 byte[] 数组中（使用 (byte) 转换）

第一个操作非常简单，可以像这样实现：

public static IntStream intStream(byte[] array) {
    return IntStream.range(0, array.length).map(idx -> array[idx]);
}

所以你可以在你的项目中添加这样的静态方法并且感到高兴。

将流收集到byte[]数组中更加棘手。使用标准JDK类的最简单解决方案是ByteArrayOutputStream：

public static byte[] toByteArray(IntStream stream) {
    return stream.collect(ByteArrayOutputStream::new, (baos, i) -> baos.write((byte) i),
            (baos1, baos2) -> baos1.write(baos2.toByteArray(), 0, baos2.size()))
            .toByteArray();
}

然而，由于同步的不必要开销，它存在不必要的开销。此外，为了减少分配和复制，特别处理已知长度的流会更好。尽管如此，现在您可以将Stream API用于byte []数组：

public static byte[] addStream(byte[] arr, byte addend) {
    return toByteArray(intStream(arr).map(b -> b+addend));
}

我的 StreamEx 库在 IntStreamEx 类中提供了这两个操作，它增强了标准的 IntStream，因此您可以像这样使用它：

public static byte[] addStreamEx(byte[] arr, byte addend) {
    return IntStreamEx.of(arr).map(b -> b+addend).toByteArray();
}

toByteArray() 方法在内部使用简单可调整大小的 字节缓冲区，并且 特别处理 当流是连续的且目标大小已知的情况。

- Tagir Valeev

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baos1.write(baos2.toByteArray(), 0, baos2.size()) 是一个不必要的复杂合并。首先，toByteArray() 总是返回一个适当大小的数组，因此 , 0, baos2.size() 是不需要的。数组总是适当大小的原因是它总是返回一个新分配的数组。如果您想避免这种开销，请考虑改用 baos2.writeTo(baos1)，这样更短 且 更有效率。 - Holger

顺便提一下，在向OutputStream写入单个byte时，从int到byte的转换是不必要的，因此ByteArrayOutputStream :: write作为累加器函数就足够了。 - Holger

@Holger，writeTo和write(byte[])都声明了抛出IOException异常，因此您需要显式地使用try-catch。我只选择了最短的版本（write(byte[], int, int)不会抛出异常-很疯狂，我知道）。writeTo确实更有效率。至于显式转换，我不记得了。可能我认为这种版本更清晰明了。 - Tagir Valeev

虽然writeTo需要在其周围使用try…catch，因此{try{baos2.writeTo(baos1);}catch(IOException x){} }不比baos1.write(baos2.toByteArray(), 0, baos2.size())短，但它并不显著更大（但更有效率）。由于可以将任意的OutputStream作为参数传递，因此writeTo必须声明IOException。write(byte[])方法没有被重写，因此不幸的是，它具有一般的OutputStream.write(byte[])签名。这让我想起了这个问题…… - Holger

在32位位置中存储每个8位需要相当大的空间，不是吗？ - Kaplan

@Kaplan 流并不是一种存储结构。它是一种处理数据的工具，正如这个答案已经说过的，“在Java中，大多数与字节相关的操作都会自动提升为int”。这并不会有什么影响，考虑到今天的CPU都有64位宽的数据寄存器。在这里，存储仍然是byte[]。 - Holger

Answer 3

我喜欢这个解决方案，因为它可以在运行时从byte []中进行，而不是构建一个集合，然后从集合中进行流式处理。 我相信这只是每次向流传输一个字节。

byte [] bytes =_io.readAllBytes(file);
AtomicInteger ai = new AtomicInteger(0);

Stream.generate(() -> bytes[ai.getAndIncrement()]).limit(bytes.length);

然而，由于AtomicInteger的同步瓶颈，这种方式速度相当慢，因此回到命令式循环！

- Adligo

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我建议在得出这样的结论之前（并不是说你没有），始终对性能进行测量。如果实际运行时没有发生争用事件，原子操作的使用通常会令人惊讶地快速。 - Chris Mountford

Answer 4

请使用com.google.common.primitives.Bytes.asList(byte[]).stream()代替。

- Inshua

Answer 5

如果您没有一个ByteStream，请构建一个。

Stream.Builder<Byte> builder = Stream.builder();
for( int i = 0; i < array.length; i++ )
  builder.add( array[i] );
Stream<Byte> stream = builder.build();

...其中array可以是byte[]类型或Byte[]类型

- Kaplan

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涉及复制所有数据。 - Halmackenreuter

是的。创建新流时总是如此。 - Kaplan