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掌握 Stream API - Java 8 的力量

article 2025/1/4 11:46:56

#掌握 Stream API - Java 8 的力量

引言

自从 Java 8 发布以来，Stream API 已经成为开发人员进行集合操作时不可或缺的一部分。它提供了一种高效的方式来进行过滤、映射、排序和聚合等操作。本文将探讨 Stream API 的基本概念及其使用方法。

什么是 Stream API？

Stream 不是数据结构，而是对数据源（如集合、数组或 I/O channels）的一种抽象表示。它允许你以声明式风格编写代码来处理元素序列。与集合不同的是，Stream 是临时性的，一旦被消费（例如通过终端操作），就不能再次使用。

创建 Stream

可以通过多种方式创建 Stream：

从 Collection 和 Map 类直接获取流：Collection.stream() 或 Collection.parallelStream()
从数组创建流：Arrays.stream(array)
使用静态工厂方法：Stream.of(elements)
构造生成器模式：Stream.builder()

中间操作 vs 终端操作

Stream 操作分为中间操作和终端操作。中间操作返回一个新的 Stream，允许链式调用；而终端操作会触发实际的计算过程，并返回一个非 Stream 类型的结果或者无返回值。

常见的中间操作包括：

filter(Predicate)：根据给定条件筛选元素。
map(Function)：将每个元素转换为另一个形式。
flatMap(Function)：将每个元素转换为多个结果，然后把这些结果合并成一个 Stream。
sorted([Comparator])：按自然顺序或自定义比较器排序。

常见的终端操作有：

forEach(Consumer)：对每个元素执行操作。
collect(Collector)：收集结果到集合或其他容器中。
reduce(BinaryOperator)：累积计算，如求和。
count()：统计元素数量。
min(Comparator) 和 max(Comparator)：寻找最小值或最大值。

并行处理

Stream API 支持并行处理，即通过 parallelStream() 方法创建并行流。并行流能够在多核处理器上自动分配任务，从而提高性能。不过需要注意的是，并不是所有情况下都适合使用并行流，因为其引入的开销可能会抵消潜在的速度提升。

示例代码

import java.util.*;
import java.util.stream.*;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个列表并转换为流
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");
        
        // 使用 Stream 进行一系列操作
        long count = names.stream()
                          .filter(name -> name.length() > 4)
                          .map(String::toUpperCase)
                          .sorted()
                          .peek(System.out::println) // 打印处理后的元素
                          .count();
        
        System.out.println("满足条件的名字数量：" + count);
    }
}