Java集合中Stream流的使用

前言

Java 8 引入了 Stream API，它是一种用于处理集合（Collection）数据的强大工具。Stream 不是数据结构，而是对数据源进行操作的一种方式，支持声明式、函数式的操作，如过滤、映射、排序等。

Stream 操作分为中间操作和终端操作：

中间操作（Intermediate operations）：返回一个 Stream，可以链式调用。
终端操作（Terminal operations）：触发实际计算，返回非 Stream 类型的结果。

获取 Stream 的方式

常见的创建 Stream 的方法如下：

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// 从集合创建
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> stream = list.stream();

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

// 使用 Stream.of 创建
Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c");

// 无限流（generate / iterate）
Stream<Integer> infiniteStream = Stream.generate(() -> 1);
Stream<Integer> iterateStream = Stream.iterate(0, n -> n + 2);

Stream 的常用操作

filter

用于过滤符合条件的数据：

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List<String> filtered = list.stream()
    .filter(s -> s.startsWith("J"))
    .toList();

map

将每个元素映射成另一个对象：

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List<String> upperCase = list.stream()
    .map(String::toUpperCase)
    .toList();

sorted

对流中的元素进行排序：

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

也可以自定义排序规则

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.sorted((s1, s2) -> s2.compareTo(s1))

或者使用 Comparator：

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.sorted(Comparator.reverseOrder())

limit / skip

限制流的大小或跳过前 N 个元素：

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List<String> limited = list.stream()
    .limit(2)
    .toList();

List<String> skipped = list.stream()
    .skip(2)
    .toList();

distinct

去重，基于 equals() 方法判断重复项：

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List<String> unique = list.stream()
    .distinct()
    .toList();

forEach

遍历流中的每个元素：

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

collect

收集流的结果到容器中，常配合 Collectors 使用：

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List<String> filteredList = list.stream()
    .filter(s -> s.length() > 3)
    .collect(Collectors.toList());

String joined = list.stream()
    .collect(Collectors.joining(", "));

reduce

归约操作，合并流中的元素为一个结果：

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Optional<String> reduced = list.stream()
    .reduce((s1, s2) -> s1 + "-" + s2);

也可以提供初始值：

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String result = list.stream()
    .reduce("start", (acc, s) -> acc + "-" + s);

并行流（Parallel Stream）

使用并行流可以提高大数据量下的处理效率：

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List<String> parallelResult = list.parallelStream()
    .filter(s -> s.startsWith("A"))
    .toList();

需要注意线程安全问题和是否适合并行处理。

注意事项

Stream 只能被消费一次，再次使用会抛出异常。
中间操作是惰性求值的，只有遇到终端操作才会真正执行。
避免在流中修改外部变量，容易引发并发问题。
适当使用并行流，不是所有情况都适用。
注意空指针异常，尤其是在处理集合时。

总结

Stream API 极大地简化了对集合的操作，使得代码更简洁、可读性更高。通过链式调用，我们可以清晰地表达数据处理逻辑。但也要注意其性能特性和使用场景，合理选择是否使用 Stream 或传统循环。