Collection.stream()入门

Collection.stream()是 Java 8 引入的核心 API,它提供了一种声明式​(Declarative)的方式来处理集合数据,结合 Lambda 表达式和函数式接口,可以极大简化集合操作。

1. stream()基础用法

​(1) 创建 Stream

ini 复制代码
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c", "d");

// 1. 顺序流(单线程)
Stream<String> stream = list.stream();

// 2. 并行流(多线程)
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();

​(2) 常用操作

操作类型 方法 说明
中间操作 filter() 过滤元素
map() 转换元素
sorted() 排序
distinct() 去重
limit()/ skip() 截取 / 跳过
终止操作 forEach() 遍历
collect() 收集结果
reduce() 归约
count() 计数
anyMatch()/ allMatch()/ noneMatch() 条件匹配

2. 实战案例

​(1) 过滤(filter)​

ini 复制代码
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

// 过滤长度 > 3 的名字
List<String> filteredNames = names.stream()
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(filteredNames); // [Alice, Charlie, David]

​(2) 映射(map)​

ini 复制代码
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);

// 每个数字平方
List<Integer> squares = numbers.stream()
    .map(n -> n * n)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(squares); // [1, 4, 9, 16]

​(3) 排序(sorted)​

ini 复制代码
List<String> names = Arrays.asList("Bob", "Alice", "David", "Charlie");

// 按字母顺序排序
List<String> sortedNames = names.stream()
    .sorted()
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(sortedNames); // [Alice, Bob, Charlie, David]

​(4) 去重(distinct)​

ini 复制代码
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 2, 3, 3, 3);

// 去重
List<Integer> distinctNumbers = numbers.stream()
    .distinct()
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(distinctNumbers); // [1, 2, 3]

​(5) 统计(count, sum, average)​

scss 复制代码
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

// 计算总和
int sum = numbers.stream()
    .mapToInt(Integer::intValue)
    .sum();

// 计算平均值
double avg = numbers.stream()
    .mapToInt(Integer::intValue)
    .average()
    .orElse(0.0);

System.out.println("Sum: " + sum); // Sum: 15
System.out.println("Avg: " + avg); // Avg: 3.0

​(6) 分组(groupingBy)​

ini 复制代码
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");

// 按首字母分组
Map<Character, List<String>> groupedNames = names.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(name -> name.charAt(0)));

System.out.println(groupedNames);
// {A=[Alice], B=[Bob], C=[Charlie], D=[David]}

​(7) 归约(reduce)​

ini 复制代码
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

// 计算乘积
int product = numbers.stream()
    .reduce(1, (a, b) -> a * b);

System.out.println(product); // 120

3. 高级用法

​(1) flatMap(扁平化流)​

scss 复制代码
List<List<Integer>> nestedList = Arrays.asList(
    Arrays.asList(1, 2),
    Arrays.asList(3, 4),
    Arrays.asList(5, 6)
);

// 扁平化为单层 List
List<Integer> flatList = nestedList.stream()
    .flatMap(List::stream)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(flatList); // [1, 2, 3, 4, 5, 6]

​(2) peek(调试流)​

rust 复制代码
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");

// 打印中间结果
List<String> result = names.stream()
    .peek(System.out::println) // 调试
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .collect(Collectors.toList());

// 输出:
// Alice
// Bob
// Charlie
System.out.println(result); // [Alice, Charlie]

​**​(3) findFirst/ findAny**​

ini 复制代码
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");

// 查找第一个匹配的元素
Optional<String> firstMatch = names.stream()
    .filter(name -> name.startsWith("A"))
    .findFirst();

System.out.println(firstMatch.orElse("Not found")); // Alice

​(4) Collectors.joining(字符串拼接)​

ini 复制代码
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");

// 拼接字符串
String joined = names.stream()
    .collect(Collectors.joining(", "));

System.out.println(joined); // Alice, Bob, Charlie

4. 并行流(parallelStream)​

​(1) 基本使用

ini 复制代码
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

// 并行计算平方和
int sum = numbers.parallelStream()
    .mapToInt(n -> n * n)
    .sum();

System.out.println(sum); // 385

​(2) 适用场景

  • 大数据量(> 10,000 条数据)
  • CPU 密集型计算(如数学运算)
  • 无状态操作 (如 mapfilter

​(3) 注意事项

  • 线程安全问题(避免修改共享数据)
  • 顺序问题forEach不保证顺序)
  • 性能测试(小数据量可能更慢)

5. 性能优化

​(1) 避免多次 stream()

❌ ​错误写法​(多次创建流):

ini 复制代码
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

// 错误:多次 stream()
long count = numbers.stream().filter(n -> n > 2).count();
int sum = numbers.stream().mapToInt(n -> n).sum();

✅ ​正确写法​(复用流):

ini 复制代码
IntStream intStream = numbers.stream().mapToInt(n -> n);
long count = intStream.filter(n -> n > 2).count();
int sum = intStream.sum(); // 错误!流只能消费一次

解决方案 ​(使用 Supplier):

ini 复制代码
Supplier<Stream<Integer>> streamSupplier = () -> numbers.stream();

long count = streamSupplier.get().filter(n -> n > 2).count();
int sum = streamSupplier.get().mapToInt(n -> n).sum();

​(2) 使用 primitive streamsIntStream, LongStream, DoubleStream)​

ini 复制代码
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

// 避免自动拆箱
int sum = numbers.stream()
    .mapToInt(Integer::intValue) // IntStream
    .sum();

6. 总结

场景 推荐操作
过滤数据 filter()
转换数据 map()/ flatMap()
排序 sorted()
去重 distinct()
统计 count()/ sum()/ average()
分组 Collectors.groupingBy()
归约 reduce()
并行计算 parallelStream()

最佳实践​:

  1. 优先使用 stream() 替代传统 for循环。
  2. 避免多次创建流,尽量复用。
  3. 大数据量考虑 parallelStream,但需测试性能。
  4. **使用 primitive streams** 提升性能。
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