Java Stream API使用指南

一、介紹

Java Stream API是Java8中最具有革命性的特性之一，它提供了一個非常方便的機制來處理數據。Java Stream API是對集合和數組進行過濾、映射和歸約等操作的高級工具，極大地方便了數據處理。Stream使Java中的集合操作高效而簡潔，使得開發人員可以專註於業務邏輯。本文將為你介紹Java Stream API的基本操作和高級用法。

二、Java Stream API基本操作

1.創建Stream

Java Stream API可以從一個集合或數組中創建，也可以從文件、I/O通道、生成器等中創建。根據源數據不同，創建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()方法創建Stream
        Stream<String> stream1 = Stream.of("A", "B", "C");
        stream1.forEach(System.out::print);
 
        //使用Arrays.stream()方法創建Stream
        String[] arr = { "A", "B", "C" };
        Stream<String> stream2 = Arrays.stream(arr);
        stream2.forEach(System.out::print);
 
        //創建一個空的Stream
        Stream<String> stream3 = Stream.empty();
        
        //根據集合創建Stream
        List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
        Stream<String> stream4 = list.stream();
    }
}

2.過濾與映射

Stream還提供了過濾和映射操作，可以很方便地對Stream中的元素進行篩選和轉換。

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.歸約操作

歸約操作是將所有元素合併為一個單一結果的操作。Stream提供了reduce()方法，可以將Stream中的元素歸約為一個結果。

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高級用法

1.並行 Stream

Stream提供了parallel()方法，可以將Stream轉換為並行Stream。並行Stream可以加速處理過程，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中的一種機制，可以將Stream中的元素進行收集、分組和計數。Collectors可以將Stream中的元素收集到List、Set或Map中，並進行分組、計數等操作。

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#");
        
        //將Stream中的元素收集到List中
        List<String> resultList1 = list.stream().
            filter(x -> x.length() >= 4).
            collect(Collectors.toList());
        
        //將Stream中的元素收集到Set中
        List<String> resultList2 = list.stream().
            filter(x -> x.length() >= 4).
            collect(Collectors.toSet());
        
        //將Stream中的元素分組
        Map<Character, List<String>> resultMap = list.stream().
            collect(Collectors.groupingBy(x -> x.charAt(0)));
    }
}

3.自定義 Collector

Collector是一個接口，可以實現自定義Collector來對Stream中的元素進行收集和計算。

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#");
        
        //自定義 Collector
        Collector<String, StringBuilder, String> collector =
            Collector.of(
                StringBuilder::new,
                StringBuilder::append,
                StringBuilder::append,
                StringBuilder::toString);
        
        //使用自定義 Collector
        String result = list.stream().
            filter(x -> x.length() >= 4).
            collect(collector);
        System.out.println(result);
    }
}

四、結語

Java Stream API是一種非常強大而靈活的數據處理機制，它提供了豐富的操作和方法，可以方便地對數據進行過濾、映射和歸約等操作。熟練掌握Java Stream API可以提高代碼的效率和質量。