273. Java Stream API - Stream 中的中间操作:Mapping 操作详解

273. Java Stream API - Stream 中的中间操作:Mapping 操作详解

🧩 什么是 Mapping?

Stream 中,**Mapping(映射)*是指使用某个函数将流中的每个元素*转换成另一个元素,可以是不同类型,也可以是同类型。例如:

  • 把字符串转换为其长度(类型变化:String → Integer
  • 把每个整数平方(类型不变:Integer → Integer

🧪 示例 1:基础 map() 操作(注意没有终端操作!)

java 复制代码
List<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four");

Function<String, Integer> toLength = String::length;

Stream<Integer> ints = strings.stream()
                              .map(toLength);

System.out.println("Done processing");

👀 输出是什么?

java 复制代码
Done processing

✅ 编译通过,也运行了,但......没有任何数据处理。

📌 原因:map()中间操作 ,具有惰性求值 特性。只有在调用终端操作(如 toList()forEach())时,流才开始执行。


✅ 示例 2:加入终端操作 toList()

java 复制代码
List<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four");

List<Integer> lengths = strings.stream()
                               .map(String::length)
                               .toList();  // 🚀 触发执行

System.out.println("lengths = " + lengths);

输出:

java 复制代码
lengths = [3, 3, 5, 4]

🎯 这个版本中:

  • 使用 map() 把每个字符串转换为它的长度(类型变化:String → Integer)
  • 使用 toList() 把处理结果收集到列表中,从而触发整个流水线的执行

🚀 使用 mapToInt():转为 IntStream,性能更高!

如果我们不需要装箱后的 Integer 对象,而是直接处理原始 int 类型,可以使用 mapToInt() 方法。

java 复制代码
List<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four");

IntStream lengths = strings.stream()
                           .mapToInt(String::length); // 返回 IntStream

⚠️ 和 map() 不同,这里返回的是 IntStream,一个专用于 int 的流,避免了装箱,提高性能。


📊 示例 3:统计字符串长度的各种统计数据

IntStream 提供了非常实用的终端操作 ------ summaryStatistics(),一次性获得所有统计信息。

java 复制代码
List<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four");

IntSummaryStatistics stats = strings.stream()
                                    .mapToInt(String::length)
                                    .summaryStatistics();

System.out.println("stats = " + stats);

输出:

java 复制代码
stats = IntSummaryStatistics{count=4, sum=15, min=3, average=3.750000, max=5}

✅ 一次性获得:

  • count:元素数量
  • sum:总长度
  • min:最短长度
  • max:最长长度
  • average:平均长度

🧠 补充知识:map() vs. mapToInt()

方法 输入类型 输出类型 是否装箱 用途
map() Function<T, R> Stream<R> 处理任意对象类型
mapToInt() ToIntFunction<T> IntStream 专门用于处理整数类型,避免装箱
mapToLong() ToLongFunction<T> LongStream 用于处理 long 类型
mapToDouble() ToDoubleFunction<T> DoubleStream 用于处理 double 类型

✔ 这些 mapToX 方法适合在你需要高性能数值计算时使用,比如统计、汇总等操作。


🔁 惰性求值:中间操作不会立刻执行!

你写的 map() 并不会马上对元素做转换,Stream 就像一个懒惰的员工,直到你给它终点(终端操作),它才真正开始干活。

中间操作示例 是否触发执行? 备注
.map(...) 构建 pipeline,不执行
.filter(...) 构建 pipeline,不执行
.sorted() 构建 pipeline,不执行
.toList() 终端操作,触发执行
.forEach() 终端操作,触发执行
.count() 终端操作,触发执行

🧪 对比示例:map 和 mapToInt 效果一致,但行为不同

java 复制代码
List<String> strings = List.of("a", "bb", "ccc");

List<Integer> boxed = strings.stream()
                             .map(String::length)
                             .toList(); // 返回 List<Integer>

IntSummaryStatistics stats = strings.stream()
                                    .mapToInt(String::length)
                                    .summaryStatistics(); // 原始类型统计

🚀 boxed 版本使用的是 Integer 包装类型,适合进一步映射或收集; 📈 stats 版本用的是 IntStream,适合数值统计和计算。


🧭 小结

关键点 说明
中间操作(如 map)是惰性的 不会立即执行,必须通过终端操作触发
map 可改变类型 可将 String 映射为 Integer、Double、Long 等
使用 mapToX 避免装箱开销 高性能数值流:IntStream、LongStream、DoubleStream
summaryStatistics() 很强大 一次性获取 count、sum、min、max、average
不带终端操作的流什么也不会做 要训练学员看到 .map() 就联想到:是不是漏写了 .toList()
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