JDK8 Stream：Java编程新的中心

小蓝 • 2024-11-21 01:14 • 编程

一、基本概念

JDK8引入了Stream API，将函数式编程思想带入Java。Stream是一种来自数据源的元素序列，支持 lambda 表达式操作。它可以让集合处理变得更简单、更快速、并且更安全。Stream提供了一种高效、易于使用、并行计算的方式来处理数据。它能够让你以一种声明性方式处理数据，而不是以一种命令式方式来处理。

// 一个简单的Stream示例
List list = Arrays.asList(1, 2, 3);
int sum = list.stream().mapToInt(x -> x).sum();
System.out.println(sum); // 输出6

我们首先通过 `Arrays.asList` 函数生成了一个含有三个元素的List，接着调用 `stream()` 方法将List转为Stream类型，然后通过 `mapToInt` 方法将Stream的元素转为int类型，最后通过 `sum` 方法进行求和操作。由此可见，Stream非常方便地实现了一些常用操作。

二、基本操作

1、Filter：过滤元素

Filter操作接受一个lambda表达式，根据条件过滤并返回一个新的Stream，例如下面的例子中过滤出了小于5的元素：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List filteredList = list.stream().filter(x -> x < 5).collect(Collectors.toList());
System.out.println(filteredList); // 输出[1, 2, 3, 4]

2、Map：元素映射

Map操作接受一个lambda表达式，将该Stream中的元素映射为另一种类型，例如下面的例子中将每个元素都乘2：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3);
List mappedList = list.stream().map(x -> x * 2).collect(Collectors.toList());
System.out.println(mappedList); // 输出[2, 4, 6]

3、Reduce：元素归约

Reduce操作可以将Stream中的所有元素归约为一个结果。例如下面的例子中将Stream中所有元素求和：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3);
int sum = list.stream().reduce(0, (x, y) -> x + y);
System.out.println(sum); // 输出6

这段代码中，reduce方法的第一个参数为初始值0，第二个参数为lambda表达式，该表达式的两个参数分别为上一次归约的结果和Stream中下一个元素。这里我们将上一次结果加上下一个元素来实现求和操作。

4、Sorted：元素排序

Sorted操作将Stream中的元素按照指定顺序排序，默认为自然排序。例如下面的例子中按照从大到小的顺序排序：

List list = Arrays.asList(3, 1, 2);
List sortedList = list.stream().sorted((x, y) -> y - x).collect(Collectors.toList());
System.out.println(sortedList); // 输出[3, 2, 1]

三、进阶用法

1、并行流

Stream可以很方便地实现并行计算，将大大提高处理速度。例如下面的例子中生成1000万个随机数并行求和：

long start = System.currentTimeMillis();
long sum = new Random().ints(10000000).parallel().sum();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(sum); // 输出-220402820, 大小不重要
System.out.println("Time: " + (end - start) + " ms"); // 输出执行时间（可能不稳定）

需要注意的是，并行计算不一定总是比串行计算更快，有时因为上下文切换的开销反而会变慢。但是对于较大的数据集来说，并行计算通常更快。

2、收集器

Collectors提供的一些收集器可以方便地将Stream处理结果收集为一个List、Set、Map等数据结构。例如下面的例子中将Stream中所有元素去重并放到Set中：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 6);
Set set = list.stream().distinct().collect(Collectors.toSet());
System.out.println(set); // 输出[1, 2, 3, 4 ,5, 6]

四、总结

Stream是Java编程新的中心之一，它可以让集合处理变得更简单、更快速，提高代码可读性和代码简洁度，大大提高代码质量。在实际开发中，我们可以充分利用Stream提供的基本操作、进阶用法以及收集器等工具来处理各种数据。Stream能够让我们以一种非常自然的方式处理数据，真正实现内部迭代的概念。

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