Java Stream操作簡介

Java Stream是Java 8新引入的一種處理集合數據的方式。相較於傳統的集合處理方式，Java Stream操作簡單、易讀、易寫，並且更為高效。

一、Stream的定義

Stream是Java 8中新增的一個概念，可以理解為「數據的生產線」。「生產線」的源頭是一個數據源，例如集合、數組、I/O資源等。中間的每一個環節都會對數據進行加工，最後輸出結果。Stream支持一系列的中間操作和最終操作，中間操作用於加工數據並可以返回一個新的Stream對象，最終操作會觸發中間操作鏈的執行並輸出結果。

二、Stream的創建

在Java 8中，Stream的創建方式有如下幾種：

1. 通過Collection介面的默認方法stream()獲取Stream對象

List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "PHP", "Ruby");
Stream<String> stream = list.stream();

2. 通過Arrays中的靜態方法stream()獲取Stream對象

String[] array = new String[]{"Java", "Python", "PHP", "Ruby"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(array);

3. 通過Stream中的靜態方法of()獲取Stream對象

Stream<String> stream = Stream.of("Java", "Python", "PHP", "Ruby");

4. 通過生成無限長度的Stream

Stream提供了兩種方法來生成無限長度的Stream：

(1) 迭代

Stream<Integer> stream = Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(10);

這裡的iterate方法接收一個初始值和一個Lambda表達式，用於生成之後的元素。這裡的n -> n + 2表示每個元素都是上一個元素加2，limit方法則是將Stream流限制在了10個元素以內。

(2) 生成

Stream<Double> stream = Stream.generate(Math::random).limit(10);

這裡的generate接收一個Supplier類型的Lambda表達式，表示每個元素都是supplier提供的隨機數。同樣，limit方法也將Stream流限制在了10個元素以內。

三、Stream的中間操作

Stream提供了大量的中間操作，這裡只介紹其中的一部分。

1. filter()

filter方法用於篩選元素，其接收一個Lambda表達式作為參數，表示只保留滿足條件的元素。例如，篩選出所有長度大於3的元素：

Stream<String> stream = Stream.of("Java", "Python", "PHP", "Ruby");
Stream<String> filteredStream = stream.filter(s -> s.length() > 3);

2. map()

map方法用於將元素映射為另一個元素。其接收一個Function類型的Lambda表達式作為參數，表示對每個元素都進行映射操作。例如，將所有元素轉換為大寫：

Stream<String> stream = Stream.of("Java", "Python", "PHP", "Ruby");
Stream<String> mappedStream = stream.map(String::toUpperCase);

3. flatMap()

flatMap方法用於將每個元素映射為一個Stream對象，並將所有Stream對象合併為一個Stream對象。其接收一個Function類型的Lambda表達式作為參數，表示將元素映射為一個Stream對象。例如，將每個元素按照空格分割為多個單詞，然後將所有單詞合併為一個Stream對象：

Stream<String> stream = Stream.of("Java is cool", "Python is power", "PHP is amazing", "Ruby is fun");
Stream<String> flatMappedStream = stream.flatMap(s -> Arrays.stream(s.split(" ")));

四、Stream的最終操作

最終操作用於觸發中間操作鏈的執行，並輸出結果。

1. forEach()

forEach方法接收一個Consumer類型的Lambda表達式作為參數，表示對每個元素進行操作。例如，輸出每個元素：

List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "PHP", "Ruby");
list.stream().forEach(System.out::println);

2. toArray()

toArray方法將Stream流轉換為數組。例如，將所有元素轉換為大寫並轉為數組：

Stream<String> stream = Stream.of("Java", "Python", "PHP", "Ruby");
String[] array = stream.map(String::toUpperCase).toArray(String[]::new);

3. reduce()

reduce方法接收一個BinaryOperator類型的Lambda表達式作為參數，表示對Stream中的所有元素進行累加操作。例如，求和操作：

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = stream.reduce(0, (a, b) -> a + b);

五、Stream的並行處理

Stream還支持並行處理，比如使用parallel()方法將Stream轉換為並行流，可以更快的處理大數據量的集合。

List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "PHP", "Ruby");
list.parallelStream().forEach(System.out::println);

六、總結

Java Stream提供了一種簡單、易讀、易寫的集合操作方式。通過Stream的中間操作和最終操作，可以更加靈活的處理集合數據。同時，Stream還支持並行處理，可以更加高效的處理大數據量的集合。