Java 8中流Stream API详解

先给个示例，展示Java 8流API的优势

假设我们有以下任务：

给定一个字符串列表，我们需要执行以下操作：

1. 筛选出所有以"A"开头的字符串。

2. 将这些字符串转换为大写。

3. 对这些字符串按照长度进行排序。

4. 最后，将这些字符串连接成一个以逗号分隔的单个字符串。

   Java 7及之前的实现：

   在Java 7中，实现这一功能需要多步骤处理，涉及到循环、条件判断、排序和字符串拼接等多个环节。

   List<String> inputList = Arrays.asList("Apple", "An", "Banana", "Avocado", "Apricot", "Blueberry");
   List<String> filteredList = new ArrayList<String>();
   for (String s : inputList) {
       if (s.startsWith("A")) {
           filteredList.add(s.toUpperCase());
       }
   }
   Collections.sort(filteredList, new Comparator<String>() {
       public int compare(String s1, String s2) {
           return Integer.compare(s1.length(), s2.length());
       }
   });
   
   StringBuilder sb = new StringBuilder();
   for (int i = 0; i < filteredList.size(); i++) {
       sb.append(filteredList.get(i));
       if (i < filteredList.size() - 1) {
           sb.append(", ");
       }
   }
   String result = sb.toString();
   

   Java 8使用流的实现：

   相同的任务可以使用Java 8的流API以更简洁、更直观的方式实现：

   List<String> inputList = Arrays.asList("Apple", "An", "Banana", "Avocado", "Apricot", "Blueberry");
   String result = inputList.stream()
                            .filter(s -> s.startsWith("A"))
                            .map(String::toUpperCase)
                            .sorted(Comparator.comparingInt(String::length))
                            .collect(Collectors.joining(", "));
   

   对比

   在Java 7的实现中，我们需要显式地进行循环、条件判断、排序和字符串拼接，这不仅使代码变得更长，也使得逻辑更难以一眼看明。而在Java 8的实现中，所有这些操作都被整合进了一个流水线式的链式调用中，每个步骤都清晰、直观。filter、map、sorted和collect等方法的使用使得代码更易读和维护。特别是使用Collectors.joining直接将筛选和转换后的字符串列表拼接成一个字符串，大大简化了代码。这个例子清楚地展示了Java 8流API的强大能力，特别是在处理复杂的集合操作时，其优势是非常明显的。

一、什么是流Stream？

Java 8的流Stream是对集合对象功能的增强，它专注于对集合对象进行各种非常便利、高效的聚合操作（aggregate operation），或者大批量数据操作（bulk data operation）。Stream API可以极大提高Java程序员的生产力，让程序员写出高效、干净、简洁的代码。

Java 8的Stream API提供了一种高效、声明式处理集合的方法。使用Stream API，你可以对集合执行复杂的查询、过滤、转换、排序等操作，而无需关心底层的实现细节。

二、为什么要用流？

Java 8引入了流（Stream）是为了更方便、更灵活地处理集合数据。流提供了一种新的抽象，让开发者能够以声明性的方式对数据进行操作，而不再需要显式地使用迭代器或写大量的循环代码。

三、不用流会怎样？

虽然不使用流仍然可以实现相同的功能，但使用流可以提供更简洁、更高效、更易于维护的代码，尤其是在处理复杂的数据操作时。流API是Java 8中的一个重要特性，它极大地改善了Java语言在处理集合方面的能力。

四、流Stream有啥特点

• 不是数据结构：它不存储数据，只是用来操作数据源（如集合、数组等）中的数据。
• 不改变原对象：它不会修改原对象，相反，它会返回一个持有结果的新Stream。
• 惰性执行：操作是延迟执行的，这意味着它们会等到需要结果的时候才执行。
• 可消费性：Stream只能被消费一次。一旦遍历过就会失效。

五、流的常用方法？

Stream操作分为两种：中间操作和终端操作。

中间操作

• map (映射)：将元素转换成其他形式或提取信息。

  stream.map(String::toUpperCase);
  

• filter (过滤)：排除某些元素。

  stream.filter(e -> e.length() > 2);
  

• sorted (排序)：确保流按照某种准则排序。

  stream.sorted(Comparator.comparingInt(String::length));
  

• limit (限制)：减少流的大小。

  stream.limit(5);
  

• distinct (去重)：通过流所生成元素的 hashCode() 和 equals() 去除重复元素。

  stream.distinct();
  

终端操作

• forEach (迭代)：迭代流中的每个数据。

  stream.forEach(System.out::println);
  

• collect (收集)：将流转换为其他形式。

  List<String> list = stream.collect(Collectors.toList());
  

• reduce (归约)：将流中的所有元素重复结合起来，得到一个值。

  Integer sum = numbers.stream().reduce(0, Integer::sum);
  

• anyMatch、allMatch、noneMatch (匹配)：检查流中是否有一个或多个元素匹配给定的谓词。

  boolean anyMatch = stream.anyMatch(e -> e.startsWith("A"));
  

• count (计数)：返回流中元素的个数。

  long count = stream.count();
  

• findFirst、findAny (查找)：返回流中的第一个或任意一个元素。

  Optional<String> first = stream.findFirst();
  

六、示例

List<String> myList = Arrays.asList("a1", "a2", "b1", "c2", "c1");

myList.stream()
    .filter(s -> s.startsWith("c"))
    .map(String::toUpperCase)
    .sorted()
    .forEach(System.out::println); // C1, C2

在此示例中，stream() 创建了一个流，filter() 方法过滤掉非 “c” 开头的字符串，map() 方法将每个字符串转换为大写，sorted() 方法对字符串进行排序，最后 forEach() 方法打印每个元素。