Java Stream List

Java Stream List是Java 8中引入的一個新特性，它是JDK中的Stream API(java.util.stream)和List集合(java.util.List)的結合體，提供了一種管道式(stream)處理List的方式。

一、Stream基本操作

Stream為我們提供了非常方便的鏈式操作，可以清晰的表達數據處理的過程。首先，我們需要了解Stream基本操作的概念。

一般來說，一個Stream流程被分為三個部分: 源(source), 中間操作(intermediate), 終止操作(terminal)。舉個例子：

List<String> list = Arrays.asList("one", "two", "three", "four", "five");
list.stream()
    .filter(s -> s.startsWith("t"))
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted()
    .forEach(System.out::println);

在這個例子中，list是我們的源(source)，每個中間操作(intermediate)都會將原始Stream轉化為一個新的Stream，最後一個終止操作(terminal)會將Stream轉為某個形式的結果，或執行一些操作(e.g. forEach)。

二、Stream與List相結合

對於一個List集合來說，Stream API提供了一些方法來將List轉化為Stream，比如：

• stream()：返回由此列表支持的順序Stream
• parallelStream()：返回一個並行Stream

我們可以利用這些方法來進行數據處理，例如過濾、篩選、排序等操作：

List<String> list = Arrays.asList("one", "two", "three", "four", "five");
list.stream()
    .filter(s -> s.startsWith("t"))
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted()
    .forEach(System.out::println);

運行結果為：

TWO
THREE

代碼解釋：

• filter(s -> s.startsWith("t"))是中間操作(intermediate)。它會將原始的Stream轉化為一個新的Stream，
  其中只包含以t開頭的字元串。
• map(String::toUpperCase)是一個中間操作(intermediate)。它會將原始的Stream轉化為一個新的Stream，
  其中每個字元串轉化為大寫形式。
• sorted()是一個中間操作(intermediate)。它會產生一個新的Stream，並對其中的元素進行排序，
  默認按照自然序升序排序。
• forEach(System.out::println)是一個終止操作(terminal)，它會對Stream中的所有元素執行指定操作，
  此處為列印到控制台。

三、Stream的常見操作

除了上面提到的基本操作，Stream API還提供了許多其他的方法，可以讓我們對Stream進行更加複雜的處理。

1. Map操作

Map操作是一種將Stream中的每個元素轉換為另一個對象的操作。例如，我們可以使用map操作將Stream中的每個String對象轉換為Integer類型：

List<String> list = Arrays.asList("1", "2", "3", "4", "5");
list.stream()
    .map(Integer::valueOf)
    .forEach(System.out::println);

運行結果為：

1
2
3
4
5

代碼解釋：

• map(Integer::valueOf)通過方法引用，將Stream中的每個字元串對象轉換為Integer類型。

2. FlatMap操作

FlatMap操作是一種將Stream中每個元素轉換為另一個Stream對象的操作。例如，我們可以使用flatMap操作將一個Stream<List<T>>轉換為Stream<T>:

List<String> list1 = Arrays.asList("a", "b", "c");
List<String> list2 = Arrays.asList("x", "y", "z");
List<List<String>> nestedList = Arrays.asList(list1, list2);
nestedList.stream()
    .flatMap(Collection::stream)
    .forEach(System.out::println);

運行結果為：

a
b
c
x
y
z

代碼解釋：

• flatMap(Collection::stream)將每個二級List轉換為一個Stream，然後合併到一起。

3. Filter操作

Filter操作是一種通過Predicate<T>來過濾Stream中元素的操作。例如，下面的代碼演示了如何過濾Stream中的偶數：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
list.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .forEach(System.out::println);

運行結果為：

2
4

代碼解釋：

• filter(n -> n % 2 == 0)使用lambda表達式過濾掉了Stream中的奇數。

4. Reduce操作

Reduce操作是一種將Stream中前面的元素與後面的元素依次操作的操作，返回一個Optional<T>對象。例如，我們可以使用reduce操作求出List中所有元素的和：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> result = list.stream().reduce((a, b) -> a + b);
System.out.println(result.get());

運行結果為：

15

代碼解釋：

• reduce((a, b) -> a + b)對Stream中所有的元素求和。

四、小結

Java Stream List提供了一種非常方便的方式來操作List集合。Stream提供了Pipeline(管道)式的處理方式，將原始的數據集合轉化為一個新的Stream，然後經過一系列的中間操作(intermediate)，最終產生一個結果或執行一些操作(terminal)。

在實際應用中，我們可以使用Stream API來完成各種各樣的數據操作，例如數據轉換、數據過濾、數據處理等。對於一些複雜的業務邏輯，Stream API的鏈式操作可以讓代碼保持優雅、簡潔。