Java 8 Stream 实例讲解与应用

Java 8 引入的 Stream API 是一个强大的工具，用于在 Java 集合框架内部进行各种操作，如过滤、映射、归约、查找、排序和迭代等。Stream API 提供了一种高层次的编程方法，可以更简洁地处理数据集合，同时利用函数式编程的优势，使代码更加简洁、可读和易于维护。 ### 重要知识点 1. **流（Stream）的定义和特性** - 流是 Java8 引入的一种高级集合操作方式，它不存储元素，而是提供了一种高效、可并行处理集合元素的方式。 - 流可以是顺序的也可以是并行的，支持延迟执行，可以在访问时才计算。 - 流的操作可以分为两大类：中间操作和终端操作。中间操作返回一个新的流，可以进行链式调用；终端操作触发整个流的处理，并返回结果或副作用。 2. **流的创建** - 可以通过集合（如 List、Set）的 `.stream()` 方法创建流。 - 也可以通过数组的 `Stream.of()` 方法创建流。 - 使用 `IntStream`、`LongStream`、`DoubleStream` 创建原始类型的流。 - `Stream.generate()` 用于创建无限流。 - `Stream.iterate()` 用于创建基于迭代的无限流。 3. **流的中间操作** - `filter(Predicate)`：根据提供的谓词过滤流中的元素。 - `map(Function)`：将流中的元素映射到另一个元素。 - `flatMap(Function)`：将流中的每个值都映射到一个流，然后将这些流合并成一个流。 - `sorted(Comparator)`：返回排序后的流。 - `limit(long)`：返回包含最多指定数量元素的流。 - `skip(long)`：跳过前 n 个元素后的流。 - `distinct()`：返回一个去除重复元素后的流。 4. **流的终端操作** - `collect(Collector)`：将流元素累积到一个集合中。 - `forEach(Consumer)`：对流中的每个元素执行操作。 - `reduce(BinaryOperator)`：利用二元操作对流中的元素进行归约操作。 - `count()`：返回流中的元素总数。 - `min(Comparator)` 和 `max(Comparator)`：返回流中的最小或最大元素。 - `allMatch(Predicate)`、`anyMatch(Predicate)` 和 `noneMatch(Predicate)`：检查流中的元素是否满足提供的谓词。 5. **流的并行处理** - `parallelStream()`：直接创建一个并行流。 - `sequential()`：将并行流转换为顺序流。 - `parallel()` 和 `unordered()`：将顺序流转换为并行流。 6. **自定义收集器** - `Collector.of()`：提供了一种方式来自定义流的收集过程。 ### 实例说明 1. **过滤操作** ```java List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David"); List<String> filteredNames = names.stream() .filter(name -> name.startsWith("A")) .collect(Collectors.toList()); ``` 在这段代码中，我们从一个包含四个名字的列表中过滤出所有以“A”开头的名字，并将结果收集到新的列表中。 2. **映射操作** ```java List<Integer> lengths = names.stream() .map(String::length) .collect(Collectors.toList()); ``` 这段代码会将名字列表中的每个名字映射为其长度，并将长度列表收集起来。 3. **归约操作** ```java int totalLength = names.stream() .mapToInt(String::length) .sum(); ``` 这段代码将名字列表映射为长度流，并计算总长度。 4. **并行流** ```java int parallelSum = names.parallelStream() .mapToInt(String::length) .sum(); ``` 这段代码展示了如何创建并行流并计算字符串长度的总和。 以上示例展示了如何使用 Java 8 的 Stream API 来执行常见的集合操作。流 API 的引入大大简化了对集合的操作，特别是在处理复杂的数据处理逻辑时，可以避免编写冗长的嵌套循环代码，使代码更加清晰和易于维护。通过这些示例，我们可以看到如何利用函数式编程的特性，如不可变性和副作用最小化，来提高代码质量。