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Stream 是 Java 8 引入的一个强大的功能，用于处理集合（Collection）或数组中的数据。它提供了一种声明式的编程方式，可以极大地简化对数据的操作，例如过滤、排序、映射和聚合等。
1. 什么是 Stream 流？
- 定义：
Stream是一个来自数据源（如集合、数组等）的元素序列，支持顺序和并行操作。 - 特点：
- 惰性求值（Lazy Evaluation）：Stream 的中间操作不会立即执行，只有在终端操作触发时才会真正执行。
- 不可变性：Stream 操作不会修改原始数据源，而是生成新的流或结果。
- 链式调用：多个操作可以通过链式调用的方式组合在一起。
2. Stream 的工作流程
使用 Stream 流通常分为以下三个步骤：
- 创建流：从数据源（如集合、数组）创建一个 Stream。
- 中间操作：对流中的数据进行一系列操作（如过滤、映射、排序等），返回一个新的流。
- 终端操作：触发流的执行，并生成最终结果（如收集到集合、计算总数等）。
3. 创建 Stream
可以通过多种方式创建 Stream：
（1）从集合创建
List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Stream<String> stream = list.stream(); // 创建串行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); // 创建并行流
（2）从数组创建
String[] array = {"A", "B", "C"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(array);
（3）使用静态方法
// 创建一个包含指定元素的流
Stream<String> stream = Stream.of("A", "B", "C");// 创建一个空流
Stream<String> emptyStream = Stream.empty();
4. 中间操作
中间操作是对流中的数据进行处理，返回一个新的流。常见的中间操作包括：
（1）过滤（filter）
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 过滤出偶数 Stream<Integer> filteredStream = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0);
（2）映射（map）
List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");// 将每个单词转换为大写
Stream<String> upperCaseStream = words.stream().map(String::toUpperCase);
（3）排序（sorted）
List<Integer> numbers = Arrays.asList(5, 3, 8, 1);// 升序排序 Stream<Integer> sortedStream = numbers.stream().sorted();// 自定义排序规则 Stream<Integer> customSortedStream = numbers.stream().sorted(Comparator.reverseOrder());
（4）去重（distinct）
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 2, 3, 4, 4);// 去重后的流 Stream<Integer> distinctStream = numbers.stream().distinct();
（5）限制和跳过（limit 和 skip）
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 取前 3 个元素 Stream<Integer> limitedStream = numbers.stream().limit(3);// 跳过前 2 个元素 Stream<Integer> skippedStream = numbers.stream().skip(2);
5. 终端操作
终端操作会触发流的执行，并生成最终结果。常见的终端操作包括：
（1）收集结果（collect）
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 收集为 List List<Integer> result = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toList());// 收集为 Set Set<Integer> resultSet = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toSet());
（2）统计信息（count、min、max 等）
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 统计元素个数 long count = numbers.stream().count();// 查找最大值 Optional<Integer> max = numbers.stream().max(Integer::compareTo);// 查找最小值 Optional<Integer> min = numbers.stream().min(Integer::compareTo);
（3）遍历（forEach）
List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");// 打印每个单词
words.stream().forEach(System.out::println);
（4）判断条件（anyMatch、allMatch、noneMatch）
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 是否存在偶数 boolean hasEven = numbers.stream().anyMatch(n -> n % 2 == 0);// 是否所有元素都是偶数 boolean allEven = numbers.stream().allMatch(n -> n % 2 == 0);// 是否没有偶数 boolean noEven = numbers.stream().noneMatch(n -> n % 2 == 0);
6. 并行流
Java 8 提供了并行流（Parallel Stream），可以利用多核 CPU 并行处理数据：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 使用并行流计算总和 int sum = numbers.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();
- 优点：对于大数据量的操作，可以显著提高性能。
- 缺点：并行流可能会引入线程安全问题，且不一定总是比串行流快。
7. Stream 的注意事项
- 一次性消费：Stream 流只能被消费一次，再次使用需要重新创建。
- 避免副作用：尽量避免在 Stream 操作中修改外部状态，保持函数式编程的纯函数特性。
- 性能优化：合理选择中间操作和终端操作，避免不必要的复杂操作。
8. 总结
Stream 是 Java 8 中非常重要的特性，能够极大地简化集合操作。它的主要优势包括：
- 简洁性：通过链式调用实现复杂的操作逻辑。
- 可读性：代码更加直观，易于理解。
- 高效性：支持并行流，充分利用多核 CPU 性能。
如果你需要处理集合或数组中的数据，推荐优先考虑使用 Stream 流来实现