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

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[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？](#🧩 什么是 Mapping？)
- [🧪 示例 1：基础 `map()` 操作（注意没有终端操作！）](#🧪 示例 1：基础 map() 操作（注意没有终端操作！）)
- [✅ 示例 2：加入终端操作 `toList()`](#✅ 示例 2：加入终端操作 toList())
- [🚀 使用 `mapToInt()`：转为 IntStream，性能更高！](#🚀 使用 mapToInt()：转为 IntStream，性能更高！)
- [📊 示例 3：统计字符串长度的各种统计数据](#📊 示例 3：统计字符串长度的各种统计数据)
- [🧠 补充知识：map() vs. mapToInt()](#🧠 补充知识：map() vs. mapToInt())
- [🔁 惰性求值：中间操作不会立刻执行！](#🔁 惰性求值：中间操作不会立刻执行！)
- [🧪 对比示例：map 和 mapToInt 效果一致，但行为不同](#🧪 对比示例：map 和 mapToInt 效果一致，但行为不同)
- [🧭 小结](#🧭 小结)

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

🧩 什么是 Mapping？

在 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() 是 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>`	是	处理任意对象类型
`mapToInt()`	`ToIntFunction<T>`	`IntStream`	否	专门用于处理整数类型，避免装箱
`mapToLong()`	`ToLongFunction<T>`	`LongStream`	否	用于处理 long 类型
`mapToDouble()`	`ToDoubleFunction<T>`	`DoubleStream`	否	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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