java8新特性 stream流的方式遍历集合和数组操作

Java 8引入了Stream API，Stream是一种数据处理流程，可以进行筛选、排序、聚合等操作。相比于旧的集合遍历方式，Stream使得代码更加简洁、灵活并且易于并行处理大数据量。

1. Stream简介

1.1 什么是Stream

Stream是Java 8引入的一个新API，它允许我们以声明式的方式遍历集合、数组等数据源，把复杂的操作串起来，形成一条流水线。Stream本质上是一个从数据源生成的元素序列，其主要作用是对集合/数组进行聚合操作。

1.2 使用Stream的好处

Stream的好处主要有以下几点：

• 声明式编程风格，代码更加简洁易懂。
• 支持并行处理，可以充分利用多核CPU的优势，处理大规模数据集合。
• 内置大量函数式接口，可以避免一些基本逻辑的重复实现。

1.3 与集合的关系

在Java 8之前，我们对集合进行操作时，通常会使用迭代器或者foreach语句。这种方式虽然简单易懂，但是需要人工控制循环变量，代码可读性不高。

Java 8引入了Stream API，使得我们可以以一种更加简洁、优雅的方式对集合进行操作。Stream提供了一些常用的操作方法，如filter、map、reduce等，可以实现从集合中筛选、转换、统计等常见操作。同时，Stream也支持并行处理，可以提高大数据集合处理的效率。

2. Stream基本用法

2.1 生成Stream

生成一个Stream需要以下步骤：

• 获取一个数据源，如集合、数组等。
• 创建一个Stream对象，可以通过Stream的静态工厂方法来创建。

Stream的两种来源如下：

2.1.1 通过Collection生成

List<String> list = Arrays.asList("java", "python", "C");
Stream<String> stream = list.stream();

2.1.2 通过Array生成

String[] array = new String[]{"java", "python", "C"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(array);

2.2 Stream的操作

Stream有两种操作类型：中间操作和终止操作。中间操作是返回Stream对象本身的操作，可以连续调用多个中间操作，直到终止操作被调用。终止操作是返回其他类型的操作，会终结Stream的遍历，并返回结果。

下面我们来一一介绍Stream的几种操作。

2.2.1 筛选操作

• filter：对Stream中的元素进行过滤，返回一个由符合条件的元素组成的Stream。

List<String> list = Arrays.asList("java", "python", "C");
list.stream().filter(s -> s.startsWith("j")).forEach(System.out::println);

输出结果：

java

• distinct：通过Stream中元素的equals和hashCode方法去除重复元素。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 3, 2);
list.stream().distinct().forEach(System.out::println);

输出结果：

1
2
3

2.2.2 转换操作

• map：将一个Stream中的每个元素都应用一个函数，返回一个由结果组成的新Stream。

List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java");
list.stream().map(s -> s.toUpperCase()).forEach(System.out::println);

输出结果：

HELLO
WORLD
JAVA

2.2.3 统计操作

• count：返回Stream中元素的个数。

List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java");
long count = list.stream().count();
System.out.println(count);

输出结果：

3

2.2.4 终止操作

• forEach：遍历Stream中的每个元素，对每个元素执行指定操作。

List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java");
list.stream().forEach(System.out::println);

输出结果：

hello
world
java

• collect：将Stream中的元素转换为其他集合类型，如List、Set、Map等。

List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java");
List<String> newList = list.stream().filter(s -> s.startsWith("h")).collect(Collectors.toList());
System.out.println(newList);

输出结果：

[hello]

2.3 并行处理

Stream可以方便地以并行方式处理数据，提高处理效率。可以通过parallelStream方法来获得一个并行版的Stream对象。

List<String> list = Arrays.asList("hello", "world", "java");
list.parallelStream().forEach(System.out::println);

输出结果：

world
java
hello

3. 示例

下面我们来实现两个具体的示例，对比一下使用Stream和传统方式的差异。

3.1 集合求和

假设有一个整型List，我们想求其所有元素之和。使用传统方式，我们需要使用循环变量遍历集合中的每个元素，然后求和。代码如下：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = 0;
for (int i : list) {
    sum += i;
}
System.out.println(sum);

使用Stream，我们可以通过一条语句实现该功能：

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = list.stream().mapToInt(Integer::intValue).sum();
System.out.println(sum);

其中，mapToInt方法是将Integer对象转换成int类型，sum方法是对所有int类型的数值求和。

3.2 集合去重复

假如有一个String型的List，需要去除其中重复的元素。使用传统方式，我们需要使用Set来过滤掉重复元素，代码如下：

List<String> list = Arrays.asList("java", "python", "C", "C", "java");
Set<String> set = new HashSet<>(list);
for (String s : set) {
    System.out.println(s);
}

使用Stream，我们可以通过一条语句实现该功能：

List<String> list = Arrays.asList("java", "python", "C", "C", "java");
list.stream().distinct().forEach(System.out::println);

其中，distinct方法会去除重复元素，forEach方法实现遍历输出。