如何使用Java中的stream().filter方法

Java 8引入的stream()是一個強大的工具，它讓集合操作變得更加簡單和優雅。stream()中的filter()方法是stream()的一個重要部分，它可以對數據進行篩選和過濾，讓我們只留下需要的數據。因此，本文將介紹如何使用Java中的stream().filter方法。

一、filter()方法的定義和用途

filter()方法是一個中間操作，它接受一個lambda表達式作為參數，該表達式返回一個boolean類型的值。它的作用是過濾掉不需要的元素，只保留需要的元素。

在 stream().filter() 方法中，我們需要傳入一個謂詞（Predicate）參數，這個謂詞接受一個類型為T的對象作為輸入，返回一個布爾值：

public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t);
}

下列代碼可以對一個list列表進行過濾，讓最終的結果只保留age屬性大於等於18的元素：

List<Person> people = getPeople();
List<Person> adultPeople = people.stream()
                                  .filter(person -> person.getAge() >= 18)
                                  .collect(Collectors.toList());

其中getPeople()方法返回了一個Person類型的List，Person對象有一個age屬性。

二、filter()方法和其他Stream API的聯合使用

1. 將過濾後的結果轉換為一個數組

在上述示例中，使用collect(Collectors.toList())方法將過濾後的結果轉換為一個List，但是我們也可以將它轉換為一個數組：

List<Person> people = getPeople();
Person[] adultPeople = people.stream()
                             .filter(person -> person.getAge() >= 18)
                             .toArray(Person[]::new);

其中toArray()方法的參數類型是一個 IntFunction<T[]>泛型介面，它的聲明如下：

@FunctionalInterface
public interface IntFunction<R> {
    R apply(int value);
}

該介面接受一個 int 值，返回一個指定類型的結果。 在本例中，我們將 toArray() 的參數設置為構造器引用Person[]::new，創建一個 Person 類型的數組作為結果。

2. 過濾流中的某個特定值

我們可以使用 filter() 方法輕鬆地過濾掉某個特定的值。在下面的例子中，我們將過濾掉字元串列表中的”Sam”。

List<String> names = Arrays.asList("John", "Sam", "Alex");
List<String> updatedNames = names.stream()
                                    .filter(name -> !"Sam".equals(name))
                                    .collect(Collectors.toList());

在這個例子中，我們使用 “!” 作為邏輯非運算符。 因此，當 name 的值與 “Sam” 相等時，謂詞將返回 false。如此一來，Sam 就被過濾掉了。

3. 過濾集合中的重複元素

我們可以使用 Stream 類中的 distinct() 方法來過濾集合中的重複元素。在下列示例中，展示了如何使用 distinct() 方法來篩選出一個列表的唯一元素：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 2, 4, 5, 5, 5);
List<Integer> distinctNumbers = numbers.stream()
                                          .distinct()
                                          .collect(Collectors.toList());

在這個例子中，我們將 numbers 列表中的重複元素過濾掉，並使用 collect(Collectors.toList()) 方法將結果轉換為一個List對象.

三、常見錯誤以及如何避免它們

1. NullPointerException

如果在filter()方法中傳入了一個null值，就會拋出NullPointerException異常。為了避免這種錯誤，我們應該檢查集合中是否包含空值，或者使用Optional類：

List<Person> people = getPeople();
List<Person> nonNullPeople = people.stream()
                                      .filter(Objects::nonNull)
                                      .filter(person -> person.getAge() >= 18)
                                      .collect(Collectors.toList());

在上述示例中，我們使用了一個名為 Objects.nonNull() 的靜態方法，它可以檢查一個對象是否為 null，如果不是就返回 true。

2. 類型轉換問題

在進行類型轉換時，經常會出現 ClassCastException。為了避免這種情況，我們可以使用instanceof運算符來檢查類型是否一致：

Object[] values = {1, "Sam", 2.0f, };
List<String> stringValues = Arrays.stream(values)
                                    .filter(String.class::isInstance)
                                    .map(String.class::cast)
                                    .collect(Collectors.toList());

在上述示例中，我們使用isInstance()方法檢查元素是否為String，如果是String，map()方法就會將其強制轉換為String類型。

3. 並行處理效率問題

在使用stream()方法進行並行處理時，我們也需要注意效率問題。並行處理需要在內存中創建多個線程來處理不同的數據塊，這可能會導致操作效率變慢。 因此，在進行並行處理時，我們需要仔細考慮輸入數據的大小、內存使用情況和硬體設備。

在下列示例中，我們展現了如何使用parallel()方法進行並行處理：

List<Person> people = getPeople();
List<Person> adultPeople = people.parallelStream()
                                  .filter(person -> person.getAge() >= 18)
                                  .collect(Collectors.toList());

四、總結

Java中的filter()方法提供了一個簡單而優雅的方式來處理集合中的元素，讓我們只留下我們需要的數據。在介紹了Java中的stream().filter方法及其常見用法後，我們應該注意一些常見的錯誤，如空類型和類型轉換。

作為Java開發者，熟練掌握stream().filter方法可以使我們更加有效地編寫高質量的代碼。