Java的流操作：让数据处理更简单，更高效

Java 8引入了一种新的抽象概念——流（Stream），它允许我们以声明式方式处理数据集合。通过使用流，可以更简洁、更易读地编写代码来对集合进行复杂的操作，如过滤、映射、排序等。本文将介绍Java 8的流操作的基本概念和使用方法。

 

创建流

要使用流，首先需要创建一个流。流可以从多种数据源创建，如数组、集合、文件等。以下是一些创建流的示例：

// 从数组创建流
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
IntStream intStream = Arrays.stream(numbers);

// 从集合创建流
List names = Arrays.asList("张三", "李四", "王五");
Stream nameStream = names.stream();

// 从文件创建流
try (Stream lines = Files.lines(Paths.get("example.txt"))) {
    lines.forEach(line -> {/*TODO:逐行处理文件内容*/ });
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

 

中间操作

中间操作是对流中的元素进行某种处理的操作，例如过滤、映射、排序等。中间操作不会改变流本身，而是返回一个新的流，因此可以通过链式调用方法组合多个中间操作。以下是一些常见的中间操作：

// 过滤元素
IntStream evenNumbers = intStream.filter(n -> n % 2 == 0);

// 转换元素
Stream evenNumbers1 = evenNumbers.mapToObj(Integer::new);

// 映射元素
Stream upperCaseNames = nameStream.map(String::toUpperCase);

// 排序元素
Stream sortedNames = nameStream.sorted();
Stream revSortedNames = names.stream().sorted(Comparator.reverseOrder());

 

终端操作

终端操作是对流进行最终处理的操作，例如计算结果、遍历元素等。终端操作会消耗流，即执行后流将不再可用。以下是一些常见的终端操作：

// 计算结果（如求和、平均值等）
// 注意：实际使用时，一个流只能使用一次，再次使用需要重新生成流，否则会收到下列异常：
// java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
double average = intStream.average().orElse(0);
int sum = intStream.sum();
long count = intStream.count();
OptionalInt max = intStream.max();
OptionalInt min = intStream.min();

// 遍历输出每个元素
intStream.forEach(System.out::println);

// 收集到列表中
List numbersList = intStream.collect(Collectors.toList());

 

并行流

Java 8还提供了并行流（Parallel Stream），它可以充分利用多核处理器的优势，提高处理速度。要创建一个并行流，只需在创建流时调用parallel()方法或者使用parallelStream()创建流即可：

// 创建一个并行流
IntStream parallelIntStream = intStream.parallel();
Arrays.asList("张三", "李四", "王五").parallelStream();

需要注意的是，并非所有情况下都适合使用并行流。在某些情况下，由于线程切换的开销，并行流的性能可能不如串行流。因此，在使用并行流时，需要根据具体情况进行权衡。
 

 

示例：产品分组

使用流可以方便地处理数据，如过滤列表中库存大于0的产品，然后按产品类型进行分组。以下为简单的代码示例，其中省去了代码运行非必需的getter()和toString()方法：

public static void main(String[] args) {
    List list = new ArrayList(){{
        add(new Product(1, 1, 0, "prod1"));
        add(new Product(2, 1, 5, "prod2"));
        add(new Product(3, 2, 10, "prod3"));
        add(new Product(4, 2, 11, "prod4"));
        add(new Product(5, 2, 0, "prod5"));
    }};
    Map> map = list.parallelStream() // 创建并行流
            .filter(product -> product.getInventory() > 0) // 过滤库存大于0的产品
            .collect(Collectors.groupingBy(Product::getProductType)); //分组后收集到Map中
    System.out.println(map);
}

public static class Product {
    int productId;
    int productType;
    int inventory;
    String productName;

    public int getProductType() {
        return productType;
    }

    public int getInventory() {
        return inventory;
    }

    public Product(int productId, int productType, int inventory, String productName) {
        this.productId = productId;
        this.productType = productType;
        this.inventory = inventory;
        this.productName = productName;
    }
}

 

总结

Java 8的流操作带来了数据处理的革命性突破，让开发者能够更方便、更简洁地处理数据。通过链式调用方法，开发者能够清晰地表达数据处理逻辑，提高代码的可读性和可维护性。同时，流操作还提供了高性能、类型安全和可扩展性等优势，使得开发者能够根据实际需求灵活地处理数据。