Java 8 Stream API详解

一、概述

Stream是Java 8引入的一种新型的数据处理方式，它可以用来快速、轻便、并行的处理数据，常常用于对集合(Collection)和数组(Array)进行操作。Stream最大的优点是可以把数据操作所需要的代码封装到一个操作链中，让代码更加简洁易懂。

在Java中，集合(Collection)和数组(Array)是处理数据最常见的方式，通过Stream的引入，可以更加方便地对集合和数组进行操作，进而提升Java编程的效率。

二、创建Stream

为了创建一个Stream，可以从多个数据源中创建，例如从Collection集合、数组、I/O channel读取等。

1、从集合(Collection)中创建

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
Stream<Integer> stream1 = list.stream();

以上代码中，list集合通过stream()方法生成一个Stream。

2、从数组(Array)中创建

int[] arr = {1, 2, 3, 4};
IntStream stream2 = Arrays.stream(arr);

以上代码中，数组arr通过Arrays的静态方法stream()生成一个IntStream。

3、通过Stream的静态方法创建

Stream<Integer> stream3 = Stream.of(1, 2, 3, 4);
IntStream stream4 = IntStream.range(0, 10);

以上代码中，Stream.of()方法可以用来创建具有任意数量的元素的Stream，而IntStream.range()方法是创建一个连续的IntStream。

三、中间操作

Stream API提供了许多中间操作，可以让我们链式操作，从而更好的处理数据。

1、过滤(filter)

过滤(Stream的一种常见操作)可以用于过滤掉Stream中不需要的元素。在以下代码示例中，过滤掉集合(list)中的偶数。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
Stream<Integer> stream = list.stream().filter(x -> x % 2 == 0);

2、映射(map)

映射(Stream的另一种常见操作)可以将Stream中一个元素类型转换成另一个元素类型。

在以下代码示例中，将一个String类型的List集合中的所有元素转换成大写字母形式，并生成一个新的Stream。

List<String> list = Arrays.asList("apple", "orange", "banana");
Stream<String> stream1 = list.stream().map(String::toUpperCase);

3、扁平化(flatMap)

对于包含嵌套集合或数组的情况，可以使用扁平化，将嵌套集合或数组中的元素解除嵌套成一个单独的集合。在以下代码示例中，将一个包含嵌套集合的集合中的元素进行扁平化。

List<List<Integer>> list = Arrays.asList(Arrays.asList(1, 2), Arrays.asList(3, 4));
Stream<Integer> stream = list.stream().flatMap(Collection::stream);

四、结束操作

Stream的结束操作一般都会返回一个结果或者 void (不会返回任何东西)。

1、计数(count)

计数是Stream的一个结束方法，它返回Stream中元素的数量。在以下代码示例中，Stream中元素的数量。

List<String> list = Arrays.asList("apple", "orange", "banana");
long count = list.stream().count();

2、排序(sorted)

排序方法可以对Stream中的元素进行排序，通常用于对集合中的元素进行排序。例子中对List集合进行排序。

List<String> list = Arrays.asList("apple", "orange", "banana");
List<String> sortedList = list.stream().sorted().collect(Collectors.toList());

3、收集(collect)

收集是Stream操作中最为复杂和灵活的一个方法之一，可以将Stream转化成其他形式，比如List、Set、Map、数组等。在以下代码示例中，将Stream转换成一个List集合。

List<String> list = Arrays.asList("apple", "orange", "banana");
List<String> collectedList = list.stream().collect(Collectors.toList());

五、并行处理

Stream的并行处理可以利用多个CPU来加速处理。在处理大数据集合的时候，使用并行操作可以大大提升处理速度。在以下代码示例中，对一个List集合进行并行计算其元素的总和。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
int sum = list.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();

六、总结

Stream的引入不仅提高了Java编程效率，而且大大减少了代码量和维护成本。通过Stream的链式操作可以创建复杂的数据流管道，让数据处理变得更加简单易懂。同时也可以利用Stream进行并行处理，提高数据处理效率。

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