Java Stream API使用指南

一、介绍

Java Stream API是Java8中最具有革命性的特性之一，它提供了一个非常方便的机制来处理数据。Java Stream API是对集合和数组进行过滤、映射和归约等操作的高级工具，极大地方便了数据处理。Stream使Java中的集合操作高效而简洁，使得开发人员可以专注于业务逻辑。本文将为你介绍Java Stream API的基本操作和高级用法。

二、Java Stream API基本操作

1.创建Stream

Java Stream API可以从一个集合或数组中创建，也可以从文件、I/O通道、生成器等中创建。根据源数据不同，创建Stream的方法不同。

import java.util.List;
import java.util.Arrays;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //使用Stream.of()方法创建Stream
        Stream<String> stream1 = Stream.of("A", "B", "C");
        stream1.forEach(System.out::print);
 
        //使用Arrays.stream()方法创建Stream
        String[] arr = { "A", "B", "C" };
        Stream<String> stream2 = Arrays.stream(arr);
        stream2.forEach(System.out::print);
 
        //创建一个空的Stream
        Stream<String> stream3 = Stream.empty();
        
        //根据集合创建Stream
        List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
        Stream<String> stream4 = list.stream();
    }
}

2.过滤与映射

Stream还提供了过滤和映射操作，可以很方便地对Stream中的元素进行筛选和转换。

import java.util.Arrays;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        String[] arr = { "Java", "Python", "C++", "C#" };
        
        Stream<String> stream = Arrays.stream(arr).
            filter(x -> x.endsWith("a")).
            map(String::toUpperCase);
        
        stream.forEach(System.out::println);
    }
}

3.归约操作

归约操作是将所有元素合并为一个单一结果的操作。Stream提供了reduce()方法，可以将Stream中的元素归约为一个结果。

import java.util.stream.Stream;

public class StreamDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Integer sum = Stream.of(arr).
            reduce(0, Integer::sum);
        System.out.println(sum);
    }
}

三、Java Stream API高级用法

1.并行 Stream

Stream提供了parallel()方法，可以将Stream转换为并行Stream。并行Stream可以加速处理过程，提高程序效率。

import java.util.stream.Stream;

public class StreamDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Integer sum = Stream.of(arr).parallel().
            reduce(0, Integer::sum);
        System.out.println(sum);
    }
}

2.Collectors操作

Collectors是Stream API中的一种机制，可以将Stream中的元素进行收集、分组和计数。Collectors可以将Stream中的元素收集到List、Set或Map中，并进行分组、计数等操作。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Java");
        list.add("Python");
        list.add("C++");
        list.add("C#");
        
        //将Stream中的元素收集到List中
        List<String> resultList1 = list.stream().
            filter(x -> x.length() >= 4).
            collect(Collectors.toList());
        
        //将Stream中的元素收集到Set中
        List<String> resultList2 = list.stream().
            filter(x -> x.length() >= 4).
            collect(Collectors.toSet());
        
        //将Stream中的元素分组
        Map<Character, List<String>> resultMap = list.stream().
            collect(Collectors.groupingBy(x -> x.charAt(0)));
    }
}

3.自定义 Collector

Collector是一个接口，可以实现自定义Collector来对Stream中的元素进行收集和计算。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collector;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamDemo6 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Java");
        list.add("Python");
        list.add("C++");
        list.add("C#");
        
        //自定义 Collector
        Collector<String, StringBuilder, String> collector =
            Collector.of(
                StringBuilder::new,
                StringBuilder::append,
                StringBuilder::append,
                StringBuilder::toString);
        
        //使用自定义 Collector
        String result = list.stream().
            filter(x -> x.length() >= 4).
            collect(collector);
        System.out.println(result);
    }
}

四、结语

Java Stream API是一种非常强大而灵活的数据处理机制，它提供了丰富的操作和方法，可以方便地对数据进行过滤、映射和归约等操作。熟练掌握Java Stream API可以提高代码的效率和质量。