JDK 8 Stream Map深入解析

一、Lambda表达式

JDK 8引入了Lambda表达式，这是一个重要的特性，对Stream Map的使用有很大影响。Lambda表达式是一个匿名函数，可以作为参数传递到方法中，或者作为返回值从方法中返回。Lambda表达式使用箭头符号(->)将参数列表和方法体分开。例如：

List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List squares = numbers.stream()
                .map(n -> n * n)
                .collect(Collectors.toList());

这里，map()方法接收一个Lambda表达式，这个表达式将每个数字平方并返回结果。它作为参数传递到map()方法中，而不需要定义一个单独的方法。

二、Stream Map基础

Stream Map是Stream API中的一个中间操作，它允许我们将每个元素映射到另一个元素，从而创建一个新的Stream。它是函数式编程风格的一种体现。

List words = Arrays.asList("Hello", "World");
List wordLengths = words.stream()
                .map(String::length)
                .collect(Collectors.toList());

在这个例子中，map()方法将每个单词映射到它的长度，并将结果收集到一个List中。注意到String::length语法，这是一个方法引用，用来指定将String对象映射到它的长度的Lambda表达式。

三、Stream Map与类型转换

Stream Map还提供了类型转换的功能。通过map()方法，我们可以将Stream的元素类型转换为另一种类型，如下所示：

List strList = Arrays.asList("123", "345", "678");
List intList = strList.stream()
                .map(Integer::valueOf)
                .collect(Collectors.toList());

在这个例子中，map()方法将每个字符串映射为它的整数值，然后将结果收集到一个List中。

四、Stream Map与过滤器的组合

Stream Map和Stream Filter是两个常用的中间操作，它们可以组合使用来对Stream进行处理。Stream Map可以先将元素映射到另一种类型，然后使用Stream Filter过滤掉不需要的元素，如下所示：

List words = Arrays.asList("Java", "Stream", "API", "Map", "Filter");
List result = words.stream()
                .map(String::toUpperCase)
                .filter(s -> s.startsWith("S"))
                .collect(Collectors.toList());

在这个例子中，map()方法将每个单词映射为它的大写形式，然后filter()方法过滤出以”S”开头的元素，最后结果存储到一个List中。

五、Stream Map的多级映射

Stream Map还支持多级映射，其中一个map()方法会返回另一个Stream，可以对返回的Stream进行另一次映射，如下所示：

List<List> numbers = Arrays.asList(Arrays.asList(1, 2), Arrays.asList(3, 4, 5), Arrays.asList(6, 7, 8, 9));
List result = numbers.stream()
                .flatMap(Collection::stream)
                .collect(Collectors.toList());

在这个例子中，flatMap()方法将多个List合并为一个Stream，并将每个元素映射为它的值。最后结果存储到一个List中。

六、Stream Map的性能优化

Stream Map可以提高代码的可读性和可维护性，但也需要注意性能问题。如果处理的元素数量很大，而Lambda表达式又比较复杂，可能会导致性能问题。

因此，可以使用Stream Map的parallel()方法并行处理Stream，以提高处理速度。同时，可以使用Java 9中引入的JMH(Java Microbenchmark Harness)来测试Stream Map的性能。

List numbers = new ArrayList();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    numbers.add(i);
}
long startTime1 = System.currentTimeMillis();
List result1 = numbers.stream()
                .map(n -> n * n)
                .collect(Collectors.toList());
long endTime1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Serial stream time: " + (endTime1 - startTime1) + " ms");
long startTime2 = System.currentTimeMillis();
List result2 = numbers.parallelStream()
                .map(n -> n * n)
                .collect(Collectors.toList());
long endTime2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Parallel stream time: " + (endTime2 - startTime2) + " ms");

七、总结

Stream Map是Java 8中非常重要的特性之一，它支持函数式编程风格，提高了代码的可读性和可维护性。Stream Map还提供了类型转换和多级映射功能，可以组合使用其他Stream操作来处理数据。同时，需要注意性能问题，可以使用parallel()方法并行处理Stream，以提高处理速度。

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