Java Stream流操作实战

在Java 8 中，引入了Stream API，它是对集合（Collection）对象功能的增强和拓展，提供了在一些常见集合操作（如过滤、转换等）上更简洁、更高效的操作。Stream API 可以以声明式的方式来处理数据集合，而无需进行低级别的操作。在本文中，我们将探讨Java 8中的Stream API，并通过实际代码示例演示其使用方法。

Stream API 简介

Stream API 是 Java 8 中集合框架的新成员，它是一个非常强大的工具，可以用来对哪些元素的集合进行复杂、高效和灵活的操作。与传统的 Java 集合相比，Stream API 更加符合函数式编程思想，它提供了很多便捷的操作来处理集合元素，可以让我们使用更简洁、更流畅的方式处理数据。

Stream API 可以让我们避免使用大量的中间操作和循环来进行集合数据的计算，而是通过使用方法链来完成这些操作，一步步地对数据进行转换、过滤和操作。Stream API 也支持并行计算，可以利用多核处理器来提高处理速度。

Stream API 的使用

为了使用 Stream API，需要先将它应用于一个合法的数据源（如一个集合）。一旦我们把数据放到 Stream 中，就可以通过一系列操作来处理它，这些操作包括转换、过滤、排序和聚合等。通过方法链操作，Stream API 可以对数据进行按需处理，避免了不必要的计算。

以下是一个使用 Stream API 对数组中的元素进行求和的例子：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = Arrays.stream(numbers).sum();
System.out.println("Sum: " + sum);

在上面的代码中，我们使用了 Arrays 类中的 stream() 方法把数组转为 IntStream，然后使用 sum() 方法对其中的元素求和。

Stream API 的常见操作

1、过滤操作

过滤操作可以筛选出符合条件的数据，通过 filter() 方法实现。例如，我们可以使用 Stream API 筛选出大于 2 的数字：

List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List output = numbers.stream()
    .filter(n -> n > 2)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(output); // [3, 4, 5]

在上面的代码中，我们使用 filter() 方法筛选掉小于等于 2 的元素，然后使用 collect() 方法将 filter() 方法的结果收集到一个新的列表中。

2、映射操作

映射操作可以把一个 Stream 转换为另一个 Stream，可以通过 map() 方法实现。例如，我们可以使用 Stream API 把一个字符串列表转换为字符串长度的列表：

List names = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");
List lengths = names.stream()
    .map(String::length)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(lengths); // [4, 6, 10]

在上面的代码中，我们使用 map() 方法将列表中的字符串转换为其长度，然后使用 collect() 方法将 map() 方法的结果收集到一个新的列表中。

3、终止操作

终止操作会对数据进行一些最终的聚合和计算，例如计算数量、最大值、最小值、平均值等等。通过使用终止操作，可以把 Stream 中的元素转换为其他类型的值，例如一个 Java 基本类型值、一个对象或一个集合等。以下是一些常见的终止操作：

collect()：将流中的元素收集到一个集合中。
reduce()：对流中的元素进行归约操作。
min()、max()：求流中的最小或最大元素。

4、并行流处理

Java 8 还引入了对流的并行处理，可以使用 parallelStream() 方法把一个流转为并行流，这样就可以利用 CPU 多核处理器的并行计算能力，加快处理速度。以下是一个简单的使用并行流求和的例子：

List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.parallelStream()
    .reduce(0, Integer::sum);
System.out.println("Sum: " + sum);

在上面的代码中，我们使用 parallelStream() 方法把 numbers 列表转为并行流，并使用 reduce() 方法对其中的元素求和。

总结

Java 8 中的 Stream API 是集合框架的一种强大的工具，能够以声明式的方式处理集合中的元素，让我们可以更加优雅地完成对数据的处理。在本文中，我们介绍了 Stream API 的操作和使用方法，并通过具体的代码示例演示了其用法。Stream API 提供了丰富的操作，可以大大简化我们的代码编写，提高数据处理的效率。

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