文章目录
- [294. Java Stream API - 对流进行归约](#294. Java Stream API - 对流进行归约)
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- [🎯 什么是归约(Reduction)?](#🎯 什么是归约(Reduction)?)
- [✅ 什么是终端操作?](#✅ 什么是终端操作?)
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- [🔔 注意事项:](#🔔 注意事项:)
- [🧠 使用 `BinaryOperator` 对流进行归约](#🧠 使用
BinaryOperator对流进行归约) -
- [🧪 示例一:经典求和](#🧪 示例一:经典求和)
- [🔁 示例二:使用 BinaryOperator 改写](#🔁 示例二:使用 BinaryOperator 改写)
- [🧪 示例三:计算最大值(MAX)](#🧪 示例三:计算最大值(MAX))
- [☕ Stream API 中的 reduce() 方法](#☕ Stream API 中的 reduce() 方法)
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- [🧪 示例四:带初始值的 reduce(避免 Optional)](#🧪 示例四:带初始值的 reduce(避免 Optional))
- [📌 小结](#📌 小结)
- [🧠 延伸思考](#🧠 延伸思考)
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294. Java Stream API - 对流进行归约
🎯 什么是归约(Reduction)?
在 Java Stream API 中,所谓的归约操作,其实就像 SQL 中的聚合操作 ------ 比如 SUM(), MAX() 等。我们通过一个终端操作(Terminal Operation )来将流中的多个元素聚合成一个结果。
✅ 什么是终端操作?
终端操作会触发整个流的执行,常见的包括:
collect()(如:collect(Collectors.toList()))reduce()(本节主角)forEach()count()anyMatch(),allMatch(), 等
🔔 注意事项:
- 没有终端操作的流不会执行任何处理!
- 如果你看到一个只调用了
map()或filter()但没有终端操作的流,那就是个 bug。
- 如果你看到一个只调用了
- 每个 Stream 实例只能执行一次终端操作!
- 流一旦执行终端操作,就会"关闭",不能再使用,否则会抛出
IllegalStateException。
- 流一旦执行终端操作,就会"关闭",不能再使用,否则会抛出
🧠 使用 BinaryOperator 对流进行归约
Java 中 reduce() 方法的核心,就是 使用一个二元操作符(BinaryOperator)将两个元素合并成一个,不断迭代直到只剩一个值。
🧪 示例一:经典求和
我们先用传统 for 循环来实现整数列表求和:
java
List<Integer> ints = List.of(3, 6, 2, 1);
int sum = ints.get(0);
for (int i = 1; i < ints.size(); i++) {
sum += ints.get(i);
}
System.out.println("sum = " + sum);
🟢 输出:
java
sum = 12
🔍 这个过程就是不断把前面计算的"部分和"与下一个元素相加。
🔁 示例二:使用 BinaryOperator 改写
我们可以将"加法"逻辑抽象成一个 BinaryOperator:
java
List<Integer> ints = List.of(3, 6, 2, 1);
BinaryOperator<Integer> sum = (a, b) -> a + b;
int result = ints.get(0);
for (int i = 1; i < ints.size(); i++) {
result = sum.apply(result, ints.get(i));
}
System.out.println("sum = " + result);
🟢 输出:
java
sum = 12
🎯 好处:只需要更换 BinaryOperator,就能实现其他聚合操作!
🧪 示例三:计算最大值(MAX)
只需将 BinaryOperator 换成一个"取较大值"的函数:
java
List<Integer> ints = List.of(3, 6, 2, 1);
BinaryOperator<Integer> max = (a, b) -> a > b ? a : b;
int result = ints.get(0);
for (int i = 1; i < ints.size(); i++) {
result = max.apply(result, ints.get(i));
}
System.out.println("max = " + result);
🟢 输出:
java
max = 6
☕ Stream API 中的 reduce() 方法
现在让我们用 Stream 的 reduce() 方法 来实现相同逻辑。reduce() 有多个重载版本,这里我们使用最基础的一种:

java
List<Integer> ints = List.of(3, 6, 2, 1);
Optional<Integer> sum = ints.stream()
.reduce((a, b) -> a + b);
sum.ifPresent(s -> System.out.println("sum = " + s));
🟢 输出:
java
sum = 12
🔎
reduce()返回的是Optional<T>,因为当流为空时,没有结果。
🧪 示例四:带初始值的 reduce(避免 Optional)
java
List<Integer> ints = List.of(3, 6, 2, 1);
int sum = ints.stream()
.reduce(0, (a, b) -> a + b);
System.out.println("sum = " + sum);
🟢 输出:
java
sum = 12
🎯 传入初始值后,reduce() 会从这个值开始进行归约,并返回确定的类型(非 Optional)。
📌 小结
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| ✅ 终端操作 | reduce() 是一种终端操作,用于聚合流元素 |
| 🔄 可变操作 | 只需变换 BinaryOperator 即可进行加总、取最大、最小等操作 |
| 💡 Optional 处理 | 不传初始值时返回 Optional,可避免空流 NPE |
| ♻️ 不可复用 | Stream 使用一次后即失效,请勿复用 |
🧠 延伸思考
reduce()可以用于更多复杂的聚合计算,例如拼接字符串、合并集合等。- 在并行流中(
parallelStream()),reduce()的初始值需要满足结合律,以确保并发结果一致。