Stream流

🧩 一、Stream 是什么？

Stream（流） 是对集合（或数组）中元素的一种”高级遍历与处理方式”。

它不是集合本身，而是一个用来描述”数据流动和操作”的抽象层。

过滤（filter）→ 转换（map）→ 收集结果（collect）
这一条链式调用就是典型的 流式编程（Stream API）。

🧭 二、Stream 的核心设计理念

Stream 的使用分为 三步走：

阶段 说明 关键方法
1️⃣ 创建流 从集合、数组等创建流 stream()、of()
2️⃣ 中间操作 对流中的元素进行处理（不会立即执行） filter()、map()、sorted()、distinct()
3️⃣ 终止操作 执行最终计算（触发整个流的执行） collect()、count()、forEach()

⚠️ 中间操作是惰性的：
只有执行终止操作时，流才会真正遍历数据。

🧮 三、Stream 常用操作系统整理

（1）创建流

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List<String> list = List.of("a", "b", "c");

// 从集合创建
Stream<String> s1 = list.stream();

// 从数组创建
Stream<Integer> s2 = Arrays.stream(new Integer[]{1, 2, 3});

// 静态方法创建
Stream<Double> s3 = Stream.of(3.14, 2.71, 1.0);

// 无限流（需限制）
Stream<Integer> s4 = Stream.iterate(1, n -> n + 1).limit(10);

（2）中间操作（不会立刻执行）

方法 作用 示例
filter(Predicate) 过滤元素 .filter(x -> x > 0)
map(Function) 元素映射（转换） .map(String::length)
flatMap(Function) 扁平化多个流 .flatMap(List::stream)
distinct() 去重 .distinct()
sorted() 排序 .sorted(Comparator.naturalOrder())
peek(Consumer) 调试查看 .peek(System.out::println)
limit(n) 截取前 n 个 .limit(10)
skip(n) 跳过前 n 个 .skip(5)

（3）终止操作（触发执行）

方法 功能
collect() 收集结果（通常转回集合）
count() 统计数量
forEach() 遍历输出
findFirst() / findAny() 查找元素
allMatch() / anyMatch() / noneMatch() 匹配判断
reduce() 归约求和、合并操作

🚀 四、Stream 的高级用法

（1）map vs flatMap

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// map: 一对一
List<String> list = List.of("a,b", "c,d");
list.stream()
    .map(s -> s.split(",")) // Stream<String[]>
    .collect(Collectors.toList());

// flatMap: 一对多，打平
list.stream()
    .flatMap(s -> Arrays.stream(s.split(","))) // Stream<String>
    .collect(Collectors.toList()); // ["a","b","c","d"]

（2）并行流（parallelStream）

利用多核 CPU 提高性能：

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List<Integer> nums = IntStream.rangeClosed(1, 1000000).boxed().toList();
long sum = nums.parallelStream()
               .mapToLong(Long::valueOf)
               .sum();

⚠️ 并行流适合无共享资源、计算量大的场景，否则反而更慢。

📦 五、collect 的常见用法

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List<String> names = users.stream()
    .map(User::getName)
    .collect(Collectors.toList());

Set<String> set = list.stream().collect(Collectors.toSet());

Map<Integer, String> map = users.stream()
    .collect(Collectors.toMap(User::getId, User::getName));

Double avg = list.stream()
    .collect(Collectors.averagingInt(String::length));

🧠 六、Stream 的特性总结

特性 说明
不存储数据 只对原集合的元素进行计算
不修改源数据 操作结果是新的流
惰性求值 中间操作不会立刻执行
可并行 可利用多核并行计算

✅ 七、完整实战例子

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List<User> users = List.of(
    new User("Tom", 20),
    new User("Jerry", 22),
    new User("Spike", 19)
);

List<String> result = users.stream()
    .filter(u -> u.getAge() >= 20)     // 过滤
    .sorted(Comparator.comparing(User::getAge)) // 排序
    .map(User::getName)                // 提取名字
    .collect(Collectors.toList());     // 收集结果

输出：

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["Tom", "Jerry"]

🧩 八、与函数式接口的关系

Stream 中大量使用 Java 8 的函数式接口：

操作 对应接口 参数 返回值
filter() Predicate<T> T → boolean
map() Function<T, R> T → R
forEach() Consumer<T> T → void
sorted() Comparator<T> (T, T) → int