Java 8 中 Stream 常用操作及代码示例详解

1. 简介

Java 8 引入了 Stream API，它是一种新的抽象概念，用于以更简洁、更具表现力的方式处理集合和数组数据。本文将详细介绍 Java 8 中 Stream 的常用操作，并提供多个示例代码，帮助您更好地理解和使用 Stream。

2. Stream 概述

Stream 是 Java 8 引入的一个功能强大的数据处理工具，它提供了一种函数式编程的方式来操作集合和数组数据。Stream 可以支持各种数据处理操作，如过滤、映射、排序、聚合等。

3. 创建 Stream

在使用 Stream 前，需要先将数据源转换为 Stream 对象。常见的创建 Stream 的方式有以下几种：

• 通过集合的 stream() 方法创建 Stream。
• 通过数组的 Arrays.stream() 方法创建 Stream。
• 通过 Stream.of() 方法创建 Stream。
• 通过 Stream.builder() 方法手动构建 Stream。

4. Stream 常用操作

4.1 过滤操作

过滤操作用于根据指定的条件过滤出满足条件的元素。常用的过滤操作有 filter() 和 distinct()。

4.2 映射操作

映射操作用于将每个元素映射为另一个元素。常用的映射操作有 map() 和 flatMap()。

4.3 排序操作

排序操作用于对元素进行排序。常用的排序操作有 sorted()。

4.4 聚合操作

聚合操作用于对元素进行统计或计算。常用的聚合操作有 count()、sum()、min()、max() 和 average()。

4.5 匹配操作

匹配操作用

于判断流中的元素是否满足指定条件。常用的匹配操作有 anyMatch()、allMatch() 和 noneMatch()。

4.6 截断操作

截断操作用于对流进行截断，获取指定数量的元素。常用的截断操作有 findFirst() 和 limit()。

5. 终端操作

终端操作用于触发流的计算，并生成最终结果。常用的终端操作有 forEach()、collect()、count() 和 reduce()。

5.1 forEach

forEach 用于对流中的每个元素执行指定的操作。

5.2 collect

collect 用于将流中的元素收集到一个集合或其他数据结构中。除了 Java 集合类提供的收集器外，我们还可以使用 Collections 类中的一些方法进行收集。

6. 使用 Collections 的方法进行收集

Java 提供的 Collections 类中的一些方法可以方便地对 Stream 的元素进行收集，例如：

• toList()：将流中的元素收集到 List 中。
• toSet()：将流中的元素收集到 Set 中。
• toMap()：将流中的元素收集到 Map 中。

下面是使用 Collections 的方法进行收集的示例代码：

List<Integer> result1 = list.stream()
                            .filter(element -> element > 0)
                            .collect(Collectors.toList());

Set<Integer> result2 = list.stream()
                           .filter(element -> element > 0)
                           .collect(Collectors.toSet());

Map<Integer, String> result3 = list.stream()
                                    .collect(Collectors.toMap(
                                        element -> element,
                                        element -> String.valueOf(element),
                                        (v1, v2)-> v1
                                    ));

7. Stream 流的优缺点及适用场景

Stream 提供了一种简洁、可读性强的数据处理方式，但它也有一些优缺点和适用场景。

优点：

• 函数式编程风格：Stream 使用函数式编程风格，使代码更简洁、可读性更强。
• 惰性计算：Stream 的操作是惰性的，只有在终端操作时才会进行计算，提高了性能和效率。
• 并行处理：Stream 可以支持并行处理，充分利用多核处理器的优势，提高处理速度。

缺点：

• 学习成本：相比传统的循环和迭代方式，Stream 的学习成本较高。
• 非线程安全：Stream 的操作是不可变的，不适用于多线程环境。

适用场景：

• 数据处理和转换：Stream 可以方便地进行数据处理、转换和筛选。
• 并行处理：对于大规模数据集或需要并行处理的场景，Stream 提供了并行操作的能力，提高了处理速度。

8. 示例代码

下面是一些示例代码，演示了 Stream 的常用操作的使用：

8.1 过滤

操作示例

List<Integer> result = list.stream()
                           .filter(element -> element > 0)
                           .collect(Collectors.toList());

8.2 映射操作示例

List<String> result = list.stream()
                          .map(String::valueOf)
                          .collect(Collectors.toList());

8.3 排序操作示例

List<Integer> result = list.stream()
                           .sorted()
                           .collect(Collectors.toList());

8.4 聚合操作示例

long count = list.stream()
                 .count();
int sum = list.stream()
              .mapToInt(Integer::intValue)
              .sum();
OptionalInt max = list.stream()
                      .mapToInt(Integer::intValue)
                      .max();

8.5 匹配操作示例

boolean anyMatch = list.stream()
                       .anyMatch(element -> element > 0);
boolean allMatch = list.stream()
                       .allMatch(element -> element > 0);
boolean noneMatch = list.stream()
                        .noneMatch(element -> element > 0);

8.6 截断操作示例

Optional<Integer> first = list.stream()
                              .findFirst();
List<Integer> result = list.stream()
                           .limit(5)
                           .collect(Collectors.toList());

9. 结论

本文详细介绍了 Java 8 中 Stream 的常用操作和终端操作，以及使用 Collections 的方法进行收集。同时，分析了 Stream 的优缺点和适用场景。通过学习和掌握这些操作，您可以更加高效和便捷地处理集合和数组数据。

10. 参考链接

• Java 8 Stream API 官方文档