JDK 8 Stream Map深入解析

一、Lambda表達式

JDK 8引入了Lambda表達式，這是一個重要的特性，對Stream Map的使用有很大影響。Lambda表達式是一個匿名函數，可以作為參數傳遞到方法中，或者作為返回值從方法中返回。Lambda表達式使用箭頭符號(->)將參數列表和方法體分開。例如：

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

這裡，map()方法接收一個Lambda表達式，這個表達式將每個數字平方並返回結果。它作為參數傳遞到map()方法中，而不需要定義一個單獨的方法。

二、Stream Map基礎

Stream Map是Stream API中的一個中間操作，它允許我們將每個元素映射到另一個元素，從而創建一個新的Stream。它是函數式編程風格的一種體現。

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

在這個例子中，map()方法將每個單詞映射到它的長度，並將結果收集到一個List中。注意到String::length語法，這是一個方法引用，用來指定將String對象映射到它的長度的Lambda表達式。

三、Stream Map與類型轉換

Stream Map還提供了類型轉換的功能。通過map()方法，我們可以將Stream的元素類型轉換為另一種類型，如下所示：

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

在這個例子中，map()方法將每個字符串映射為它的整數值，然後將結果收集到一個List中。

四、Stream Map與過濾器的組合

Stream Map和Stream Filter是兩個常用的中間操作，它們可以組合使用來對Stream進行處理。Stream Map可以先將元素映射到另一種類型，然後使用Stream Filter過濾掉不需要的元素，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());

在這個例子中，map()方法將每個單詞映射為它的大寫形式，然後filter()方法過濾出以”S”開頭的元素，最後結果存儲到一個List中。

五、Stream Map的多級映射

Stream Map還支持多級映射，其中一個map()方法會返回另一個Stream，可以對返回的Stream進行另一次映射，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());

在這個例子中，flatMap()方法將多個List合併為一個Stream，並將每個元素映射為它的值。最後結果存儲到一個List中。

六、Stream Map的性能優化

Stream Map可以提高代碼的可讀性和可維護性，但也需要注意性能問題。如果處理的元素數量很大，而Lambda表達式又比較複雜，可能會導致性能問題。

因此，可以使用Stream Map的parallel()方法並行處理Stream，以提高處理速度。同時，可以使用Java 9中引入的JMH(Java Microbenchmark Harness)來測試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、總結

Stream Map是Java 8中非常重要的特性之一，它支持函數式編程風格，提高了代碼的可讀性和可維護性。Stream Map還提供了類型轉換和多級映射功能，可以組合使用其他Stream操作來處理數據。同時，需要注意性能問題，可以使用parallel()方法並行處理Stream，以提高處理速度。