StreamJava – Java工程師的學習指南

一、Java Stream API

Java 8引入新的Stream API，用於支持函數式編程風格操作集合類數據，提供了一種高效的數據處理方式。

下面是Stream API的幾個重要特點：

1. Stream不是集合元素，它並不保存數據，而是對集合進行操作。
2. Stream操作是延遲執行的；也就是說，只有在需要結果時才會進行操作，可以大幅減少不必要的計算。
3. Stream可以進行並行操作，提高效率。

Stream API主要包含以下幾種操作：

1. Intermediate操作：該操作返回一個新的Stream，供後續操作使用，類似於構建一個操作鏈。
2. Terminal操作：該操作觸發Stream的執行，返回一個非Stream的結果或結果集。一旦Terminal操作完成，Stream就被消耗，不能再進行後續操作。
3. Short-Circuiting操作：該操作在Terminal操作之前完成，可以提前結束操作。

下面是一個簡單的Stream操作示例：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = list.stream()
              .filter(i -> i % 2 == 0)  //Intermediate操作
              .mapToInt(Integer::intValue)
              .sum();  //Terminal操作
System.out.println(sum);  //輸出6

二、Lambda表達式

Lambda表達式是Java 8中引入的一種新的語法，用於支持函數式編程。

Lambda表達式可以看做是一種匿名函數，它沒有名稱，但有參數列表、函數體、返回類型和可能會拋出的異常列表。

下面是一個使用Lambda表達式的簡單示例：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cat", "dog");
list.forEach(s -> System.out.println(s));

三、Optional類

Optional類是Java 8中新增的一個類，用於解決null值引發的問題。它是一個容器對象，可以保存T類型的值，也可以保存null。

Optional類提供了大量的方法，以方便安全地操作可能為null的值。

下面是一個使用Optional類的示例：

public Optional<String> getName(int id) {
    //模擬查詢數據庫
    Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
    map.put(1, "Tom");
    map.put(2, "Jerry");
    
    String name = map.get(id);
    return Optional.ofNullable(name);
}

Optional<String> name = getName(1);
String result = name.orElse("Unknown");
System.out.println(result);  //輸出Tom

四、CompletableFuture類

CompletableFuture類是Java 8新增的一個類，用於異步執行任務。它可以將一個複雜的任務拆分成多個步驟執行，提高效率。

CompletableFuture的優點在於：可以自由地聚合多個CompletableFuture，等待它們全部完成再進行下一步操作；可以指定線程池，控制任務的執行規劃。

下面是一個使用CompletableFuture類的示例：

public CompletableFuture<Integer> calculateAsync() {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return 10;
    });
}

CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.runAsync(() -> System.out.println("Hello"));
CompletableFuture<Integer> result = calculateAsync();

future.get();
System.out.println(result.get());  //輸出10