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Java中的Stream API：从入门到实战

article 2025/2/23 12:53:27

引言

在现代Java开发中，Stream API 是处理集合数据的强大工具。它不仅让代码更加简洁易读，还能通过并行处理提升性能。本文将带你从基础概念入手，逐步深入Stream API的使用，并通过实战案例展示其强大功能。

1. 什么是Stream API？

Stream API 是Java 8引入的一个新特性，用于处理集合数据。它允许你以声明式的方式对数据进行操作，比如过滤、映射、排序等。Stream API的核心思想是将数据操作分为中间操作和终端操作。

中间操作：如 filter()、map()、sorted()，它们返回一个新的Stream，可以链式调用。
终端操作：如 collect()、forEach()、reduce()，它们触发Stream的处理并返回结果。

2. Stream API的核心操作

2.1 创建Stream

Stream可以通过多种方式创建：

// 从集合创建
List<String> list = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
Stream<String> stream = list.stream();

// 从数组创建
Stream<String> arrayStream = Arrays.stream(new String[]{"A", "B", "C"});

// 使用Stream.of()
Stream<Integer> numberStream = Stream.of(1, 2, 3, 4);

2.2 中间操作

filter()：过滤元素

List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++", "JavaScript");
List<String> filtered = languages.stream()
                                 .filter(lang -> lang.startsWith("J"))
                                 .collect(Collectors.toList());
// 结果: ["Java", "JavaScript"]

map()：转换元素

List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++");
List<Integer> lengths = languages.stream()
                                 .map(String::length)
                                 .collect(Collectors.toList());
// 结果: [4, 6, 3]

sorted()：排序

List<String> sortedLanguages = languages.stream()
                                        .sorted()
                                        .collect(Collectors.toList());
// 结果: ["C++", "Java", "JavaScript", "Python"]

2.3 终端操作

collect()：将Stream转换为集合

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

forEach()：遍历元素

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

reduce()：归约操作

Optional<String> combined = languages.stream()
                                     .reduce((s1, s2) -> s1 + ", " + s2);
// 结果: "Java, Python, C++"

3. 并行Stream

Stream API 支持并行处理，只需将 stream() 替换为 parallelStream() 即可：

List<String> languages = Arrays.asList("Java", "Python", "C++", "JavaScript");
List<String> result = languages.parallelStream()
                               .filter(lang -> lang.length() > 3)
                               .collect(Collectors.toList());

4. 实战案例：统计文本中的单词频率

假设我们有一段文本，需要统计每个单词出现的频率：

String text = "Java is a programming language Java is widely used";
Map<String, Long> wordCounts = Arrays.stream(text.split(" "))
                                     .collect(Collectors.groupingBy(Function.identity(), Collectors.counting()));
// 结果: {Java=2, is=2, a=1, programming=1, language=1, widely=1, used=1}

5. 注意事项

Stream是一次性的：一旦被消费，就不能重复使用。
避免副作用：Stream操作应尽量保持无状态，避免修改外部变量。
性能权衡：并行Stream并不总是更快，需根据数据量和操作复杂度评估。

6. 总结

Stream API 是Java中处理集合数据的利器，它让代码更加简洁、易读且高效。通过本文的学习，你应该已经掌握了Stream的基本用法，并能够在实际项目中灵活运用。希望这篇博客对你有所帮助！