JDK8 Stream：Java編程新的中心

一、基本概念

JDK8引入了Stream API，將函數式編程思想帶入Java。Stream是一種來自數據源的元素序列，支持 lambda 表達式操作。它可以讓集合處理變得更簡單、更快速、並且更安全。Stream提供了一種高效、易於使用、並行計算的方式來處理數據。它能夠讓你以一種聲明性方式處理數據，而不是以一種命令式方式來處理。

// 一個簡單的Stream示例
List list = Arrays.asList(1, 2, 3);
int sum = list.stream().mapToInt(x -> x).sum();
System.out.println(sum); // 輸出6 

我們首先通過 `Arrays.asList` 函數生成了一個含有三個元素的List，接著調用 `stream()` 方法將List轉為Stream類型，然後通過 `mapToInt` 方法將Stream的元素轉為int類型，最後通過 `sum` 方法進行求和操作。由此可見，Stream非常方便地實現了一些常用操作。

二、基本操作

1、Filter：過濾元素

Filter操作接受一個lambda表達式，根據條件過濾並返回一個新的Stream，例如下面的例子中過濾出了小於5的元素：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List filteredList = list.stream().filter(x -> x < 5).collect(Collectors.toList());
System.out.println(filteredList); // 輸出[1, 2, 3, 4]

2、Map：元素映射

Map操作接受一個lambda表達式，將該Stream中的元素映射為另一種類型，例如下面的例子中將每個元素都乘2：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3);
List mappedList = list.stream().map(x -> x * 2).collect(Collectors.toList());
System.out.println(mappedList); // 輸出[2, 4, 6]

3、Reduce：元素歸約

Reduce操作可以將Stream中的所有元素歸約為一個結果。例如下面的例子中將Stream中所有元素求和：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3);
int sum = list.stream().reduce(0, (x, y) -> x + y);
System.out.println(sum); // 輸出6

這段代碼中，reduce方法的第一個參數為初始值0，第二個參數為lambda表達式，該表達式的兩個參數分別為上一次歸約的結果和Stream中下一個元素。這裡我們將上一次結果加上下一個元素來實現求和操作。

4、Sorted：元素排序

Sorted操作將Stream中的元素按照指定順序排序，默認為自然排序。例如下面的例子中按照從大到小的順序排序：

List list = Arrays.asList(3, 1, 2);
List sortedList = list.stream().sorted((x, y) -> y - x).collect(Collectors.toList());
System.out.println(sortedList); // 輸出[3, 2, 1]

三、進階用法

1、並行流

Stream可以很方便地實現並行計算，將大大提高處理速度。例如下面的例子中生成1000萬個隨機數並行求和：

long start = System.currentTimeMillis();
long sum = new Random().ints(10000000).parallel().sum();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(sum); // 輸出-220402820, 大小不重要
System.out.println("Time: " + (end - start) + " ms"); // 輸出執行時間（可能不穩定）

需要注意的是，並行計算不一定總是比串列計算更快，有時因為上下文切換的開銷反而會變慢。但是對於較大的數據集來說，並行計算通常更快。

2、收集器

Collectors提供的一些收集器可以方便地將Stream處理結果收集為一個List、Set、Map等數據結構。例如下面的例子中將Stream中所有元素去重並放到Set中：

List list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 5, 5, 6);
Set set = list.stream().distinct().collect(Collectors.toSet());
System.out.println(set); // 輸出[1, 2, 3, 4 ,5, 6]

四、總結

Stream是Java編程新的中心之一，它可以讓集合處理變得更簡單、更快速，提高代碼可讀性和代碼簡潔度，大大提高代碼質量。在實際開發中，我們可以充分利用Stream提供的基本操作、進階用法以及收集器等工具來處理各種數據。Stream能夠讓我們以一種非常自然的方式處理數據，真正實現內部迭代的概念。