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Java 8 Stream 流详细教程 - 全面指南

news 2025/9/19 23:04:53

Stream 基础概念

Stream 的创建方式

中间操作详解

1. filter() - 过滤

2. map() - 映射转换

3. flatMap() - 扁平化映射

4. distinct() - 去重

5. sorted() - 排序

6. peek() - 查看元素

7. limit() - 限制元素数量

8. skip() - 跳过元素

9. takeWhile() 和 dropWhile() (Java 9+)

终端操作详解

1. forEach() 和 forEachOrdered()

2. collect() - 收集结果

3. reduce() - 归约操作

4. 匹配操作

5. 查找操作

6. min() 和 max()

7. count()

收集器 Collectors

1. 基本收集器

2. 分组收集器

3. 分区收集器

4. 字符串收集器

5. 数值收集器

6. 自定义收集器

并行流 Parallel Streams

1. 创建并行流

2. 并行流操作示例

3. 自定义线程池

4. 并行流的注意事项

5. 性能考虑

原始类型流

1. IntStream

2. LongStream

3. DoubleStream

4. 原始类型流的转换

实际应用案例

性能优化和注意事项

最佳实践

总结

Stream 基础概念

什么是 Stream？

Stream 是 Java 8 引入的一个新的抽象概念，用于以声明式方式处理数据集合。Stream 不是数据结构，它不会存储元素，而是按需计算。

Stream 的特点：

不存储数据：Stream 不是数据结构，不会存储元素
函数式编程：Stream 的操作不会修改原始数据源
惰性求值：中间操作都是惰性的，只有在终端操作执行时才会进行计算
可消费性：Stream 只能被消费一次

Stream 操作分类

// Stream 操作分为两类：// 1. 中间操作（Intermediate Operations）- 返回一个新的 Stream
// filter, map, flatMap, distinct, sorted, peek, limit, skip// 2. 终端操作（Terminal Operations）- 产生结果或副作用
// forEach, collect, reduce, count, anyMatch, allMatch, noneMatch, 
// findFirst, findAny, min, max

Stream 的创建方式

1. 从集合创建

import java.util.*;
import java.util.stream.*;// 从 List 创建
List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
Stream<String> stream1 = list.stream();
Stream<String> parallelStream1 = list.parallelStream();// 从 Set 创建
Set<Integer> set = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));
Stream<Integer> stream2 = set.stream();// 从 Map 创建
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apple", 5);
map.put("banana", 3);Stream<String> keyStream = map.keySet().stream();
Stream<Integer> valueStream = map.values().stream();
Stream<Map.Entry<String, Integer>> entryStream = map.entrySet().stream();

2. 从数组创建

// 使用 Arrays.stream()
String[] array = {"apple", "banana", "cherry"};
Stream<String> stream3 = Arrays.stream(array);// 指定范围
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
IntStream stream4 = Arrays.stream(numbers, 2, 5); // [3, 4, 5]// 直接从可变参数创建
Stream<String> stream5 = Stream.of("apple", "banana", "cherry");

3. 使用 Stream 构建器

// 使用 Stream.builder()
Stream<String> stream6 = Stream.<String>builder().add("apple").add("banana").add("cherry").build();// 空 Stream
Stream<String> emptyStream = Stream.empty();// 单元素 Stream
Stream<String> singleStream = Stream.of("apple");

4. 生成无限流

// 使用 generate() 生成无限流
Stream<Double> randomStream = Stream.generate(Math::random);
Stream<String> constantStream = Stream.generate(() -> "Hello");// 使用 iterate() 生成序列
Stream<Integer> evenNumbers = Stream.iterate(0, n -> n + 2);
Stream<Integer> fibonacci = Stream.iterate(new int[]{0, 1}, arr -> new int[]{arr[1], arr[0] + arr[1]}).mapToInt(arr -> arr[0]);// Java 9+ 带条件的 iterate
Stream<Integer> limitedNumbers = Stream.iterate(1, n -> n <= 100, n -> n + 1);

5. 从文件创建

import java.nio.file.*;try {// 读取文件行Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("data.txt"));// 遍历目录Stream<Path> paths = Files.walk(Paths.get("src"));// 查找文件Stream<Path> found = Files.find(Paths.get("src"), Integer.MAX_VALUE,(path, attr) -> path.toString().endsWith(".java"));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}

6. 从其他源创建

// 从字符串创建字符流
IntStream charStream = "Hello".chars();// 从范围创建
IntStream range1 = IntStream.range(1, 10);        // [1, 2, ..., 9]
IntStream range2 = IntStream.rangeClosed(1, 10);  // [1, 2, ..., 10]// 从 Optional 创建
Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
Stream<String> optionalStream = optional.stream(); // Java 9+// 从正则表达式创建
Pattern pattern = Pattern.compile(",");
Stream<String> splitStream = pattern.splitAsStream("a,b,c,d");