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​

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

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​2. 实战案例​

​​(1) 过滤（filter）​​

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）​​

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）​​

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）​​

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）​​

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）​​

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）​​

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

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​3. 高级用法​

​​(1) flatMap（扁平化流）​​

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）​​

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**​

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）​​

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

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​4. 并行流（parallelStream）​​

​​(1) 基本使用​

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 map、filter）

​​(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）

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​5. 性能优化​

​​(1) 避免多次 stream() ​

❌ ​错误写法​（多次创建流）：

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）：

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）：

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 streams（IntStream, LongStream, DoubleStream）​​

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();

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​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。