Java Stream流完全指南：从入门到精通

Java Stream流完全指南：从入门到精通

作为一个写了多年Java代码的开发者，我想说Stream真的是Java 8给我们带来的最爽的特性之一。还记得以前处理集合数据时，写一堆for循环、if判断，代码又长又难看。自从有了Stream，代码变得优雅多了。今天就来跟大家聊聊Stream，保证让你从入门到精通！

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第一章：为什么我们需要Stream？

1.1 传统代码的痛点

先来看个场景，假设我们有一个学生列表，需要找出所有成绩大于80分的学生姓名，并按成绩排序。传统写法是这样的：

List<Student> students = getStudents();
List<Student> filtered = new ArrayList<>();// 第一步：过滤
for (Student student : students) {if (student.getScore() > 80) {filtered.add(student);}
}// 第二步：排序
Collections.sort(filtered, new Comparator<Student>() {@Overridepublic int compare(Student s1, Student s2) {return Integer.compare(s2.getScore(), s1.getScore());}
});// 第三步：提取姓名
List<String> names = new ArrayList<>();
for (Student student : filtered) {names.add(student.getName());
}

看到没？为了实现一个简单的功能，我们需要：

• 创建临时集合
• 写多层for循环
• 代码分散在各处，逻辑不清晰

1.2 Stream的优雅方式

用Stream改写后是这样的：

List<String> names = students.stream().filter(s -> s.getScore() > 80).sorted((s1, s2) -> Integer.compare(s2.getScore(), s1.getScore())).map(Student::getName).collect(Collectors.toList());

是不是清爽多了？一条链式调用就搞定，代码读起来就像说话一样：

• 从学生流中
• 过滤出分数大于80的
• 按分数降序排序
• 提取姓名
• 收集成列表

这就是Stream的魅力！

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第二章：Stream到底是什么？

2.1 核心概念

Stream不是数据结构，它不存储数据。Stream是对数据的一种描述和操作，就像流水线一样。

想象一下工厂的生产线：

• 数据源：原材料仓库（集合、数组等）
• 中间操作：各个加工工位（filter、map、sorted等）
• 终端操作：成品输出（collect、forEach等）

原材料 -> 筛选 -> 加工 -> 组装 -> 成品
List   -> filter -> map -> sorted -> collect

2.2 Stream的三大特性

1. 不存储数据

Stream不会修改原始数据源，它只是对数据的一种视图。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numbers.stream().filter(n -> n > 3).collect(Collectors.toList());
// numbers 还是 [1, 2, 3, 4, 5]，没有被改变

2. 函数式编程

Stream的操作是声明式的，我们告诉它"做什么"，而不是"怎么做"。

// 传统：告诉计算机怎么做
for (int i = 0; i < list.size(); i++) {if (list.get(i) > 10) {// ...}
}// Stream：告诉计算机做什么
list.stream().filter(n -> n > 10)

3. 延迟执行

中间操作是懒加载的，只有遇到终端操作时才真正执行。这是性能优化的关键！

Stream<Integer> stream = list.stream().filter(n -> {System.out.println("filtering: " + n);return n > 10;});
// 这里不会打印任何东西，因为没有终端操作stream.collect(Collectors.toList());
// 现在才开始执行，打印filtering信息

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第三章：创建Stream的N种方式

3.1 从集合创建

这是最常用的方式：

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> stream = list.stream();// 如果需要并行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream();

3.2 从数组创建

String[] array = {"a", "b", "c"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(array);// 也可以指定范围
Stream<String> stream2 = Arrays.stream(array, 0, 2); // "a", "b"

3.3 直接创建

// Stream.of() 创建固定元素的流
Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c");// Stream.empty() 创建空流
Stream<String> empty = Stream.empty();// Stream.generate() 创建无限流（小心使用！）
Stream<Double> randoms = Stream.generate(Math::random);// Stream.iterate() 创建有规律的无限流
Stream<Integer> numbers = Stream.iterate(0, n -> n + 2); // 0, 2, 4, 6...

3.4 从文件创建

// 读取文件的每一行
try (Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("data.txt"))) {lines.forEach(System.out::println);
}

3.5 从其他来源

// 从字符串创建字符流
IntStream chars = "hello".chars();// 从范围创建
IntStream range = IntStream.range(1, 10);      // 1到9
IntStream rangeClosed = IntStream.rangeClosed(1, 10); // 1到10

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第四章：中间操作 - 流水线的加工环节

中间操作会返回一个新的Stream，可以链式调用。记住：它们是懒加载的！

4.1 filter - 过滤

最常用的操作，筛选符合条件的元素。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8