Java Stream流操作實戰

在Java 8 中，引入了Stream API，它是對集合（Collection）對象功能的增強和拓展，提供了在一些常見集合操作（如過濾、轉換等）上更簡潔、更高效的操作。Stream API 可以以聲明式的方式來處理數據集合，而無需進行低級別的操作。在本文中，我們將探討Java 8中的Stream API，並通過實際代碼示例演示其使用方法。

Stream API 簡介

Stream API 是 Java 8 中集合框架的新成員，它是一個非常強大的工具，可以用來對哪些元素的集合進行複雜、高效和靈活的操作。與傳統的 Java 集合相比，Stream API 更加符合函數式編程思想，它提供了很多便捷的操作來處理集合元素，可以讓我們使用更簡潔、更流暢的方式處理數據。

Stream API 可以讓我們避免使用大量的中間操作和循環來進行集合數據的計算，而是通過使用方法鏈來完成這些操作，一步步地對數據進行轉換、過濾和操作。Stream API 也支持並行計算，可以利用多核處理器來提高處理速度。

Stream API 的使用

為了使用 Stream API，需要先將它應用於一個合法的數據源（如一個集合）。一旦我們把數據放到 Stream 中，就可以通過一系列操作來處理它，這些操作包括轉換、過濾、排序和聚合等。通過方法鏈操作，Stream API 可以對數據進行按需處理，避免了不必要的計算。

以下是一個使用 Stream API 對數組中的元素進行求和的例子：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = Arrays.stream(numbers).sum();
System.out.println("Sum: " + sum);

在上面的代碼中，我們使用了 Arrays 類中的 stream() 方法把數組轉為 IntStream，然後使用 sum() 方法對其中的元素求和。

Stream API 的常見操作

1、過濾操作

過濾操作可以篩選出符合條件的數據，通過 filter() 方法實現。例如，我們可以使用 Stream API 篩選出大於 2 的數字：

List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List output = numbers.stream()
    .filter(n -> n > 2)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(output); // [3, 4, 5]

在上面的代碼中，我們使用 filter() 方法篩選掉小於等於 2 的元素，然後使用 collect() 方法將 filter() 方法的結果收集到一個新的列表中。

2、映射操作

映射操作可以把一個 Stream 轉換為另一個 Stream，可以通過 map() 方法實現。例如，我們可以使用 Stream API 把一個字元串列錶轉換為字元串長度的列表：

List names = Arrays.asList("Java", "Python", "JavaScript");
List lengths = names.stream()
    .map(String::length)
    .collect(Collectors.toList());
System.out.println(lengths); // [4, 6, 10]

在上面的代碼中，我們使用 map() 方法將列表中的字元串轉換為其長度，然後使用 collect() 方法將 map() 方法的結果收集到一個新的列表中。

3、終止操作

終止操作會對數據進行一些最終的聚合和計算，例如計算數量、最大值、最小值、平均值等等。通過使用終止操作，可以把 Stream 中的元素轉換為其他類型的值，例如一個 Java 基本類型值、一個對象或一個集合等。以下是一些常見的終止操作：

• collect()：將流中的元素收集到一個集合中。
• reduce()：對流中的元素進行歸約操作。
• min()、max()：求流中的最小或最大元素。

4、並行流處理

Java 8 還引入了對流的並行處理，可以使用 parallelStream() 方法把一個流轉為並行流，這樣就可以利用 CPU 多核處理器的並行計算能力，加快處理速度。以下是一個簡單的使用並行流求和的例子：

List numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.parallelStream()
    .reduce(0, Integer::sum);
System.out.println("Sum: " + sum);

在上面的代碼中，我們使用 parallelStream() 方法把 numbers 列錶轉為並行流，並使用 reduce() 方法對其中的元素求和。

總結

Java 8 中的 Stream API 是集合框架的一種強大的工具，能夠以聲明式的方式處理集合中的元素，讓我們可以更加優雅地完成對數據的處理。在本文中，我們介紹了 Stream API 的操作和使用方法，並通過具體的代碼示例演示了其用法。Stream API 提供了豐富的操作，可以大大簡化我們的代碼編寫，提高數據處理的效率。