一文带你深入了解Java8 Stream流式编程

什么是Java 8 Stream

Java 8中引入了Stream API，通过Stream API，处理集合数据更加简单，更加高效。Stream API就如同一个迭代器(Iterator)一样，单向处理数据流并生成处理结果。

Stream接口可以让我们完成下面的任务：

• 集合类型，比如 List，Set，甚至 Map 等等都可以做为 Stream 的数据源。
• 数据处理操作，包括 filter，map，reduce，find，match ，排序等等。
• 处理结果可以是 Stream类型，也可以是其他集合类型，比如 List，Set 或 Map等。

最基本使用

下面是一个最基本的Stream使用例子：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("banana");
list.add("cherry");
list.add("date");
list.add("grape");

list.stream()
    .filter(e -> e.startsWith("a"))
    .map(String::toUpperCase)
    .forEach(System.out::println); // 输出：APPLE

在这个例子中，我们创建了一个String类型的List，通过stream()方法获取数据流，使用filter()方法对数据流进行过滤，使用map()方法对过滤后的结果进行转换，使用forEach()方法进行输出。

中间操作

通常，Stream操作会分成两种：中间操作和最终操作。中间操作会返回一个新的Stream类型对象，所以支持链式调用，常用的中间操作有：

filter

filter方法可以用一个谓词来过滤出所有符合谓词的元素，比如下面这个例子：

Stream<Integer> numbers = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
Stream<Integer> evenNumbers = numbers.filter(n -> n % 2 == 0);
evenNumbers.forEach(System.out::println); // 输出：2 4 6 8 10

map

map方法可以用一个函数转换流中的每个元素，比如下面这个例子：

Stream<String> stream = Stream.of("java", "is", "cool");
Stream<String> upperStream = stream.map(String::toUpperCase);
upperStream.forEach(System.out::println); // 输出：JAVA IS COOL

flatMap

flatMap方法可以让我们将一个流中的内容映射为其他的Stream，将多个Stream中的数据合并到同一个Stream中，比如下面这个例子：

Stream<List<Integer>> stream = Stream.of(
        Arrays.asList(1, 2),
        Arrays.asList(3, 4, 5),
        Arrays.asList(6, 7, 8, 9)
);
Stream<Integer> flatStream = stream.flatMap(t -> t.stream());
flatStream.forEach(System.out::println); // 输出：1 2 3 4 5 6 7 8 9

sorted

sorted方法可以用来对流进行排序，比如下面这个例子：

Stream<String> stream = Stream.of("orange", "banana", "apple");
Stream<String> sortedStream = stream.sorted();
sortedStream.forEach(System.out::println); // 输出：apple banana orange

peek

peek方法可以用于调试Stream的中间操作结果，比如下面这个例子：

Stream<String> stream = Stream.of("apple", "banana", "cherry");
Stream<String> peekStream = stream.peek(System.out::println);
peekStream.forEach(System.out::println); // 输出：apple banana cherry

最终操作

最终操作会触发Stream的处理，常用的最终操作有：

forEach

forEach操作可以对每个元素进行处理，比如下面这个例子：

Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
        .filter(x -> x > 2)
        .forEach(System.out::println); // 输出：3 4 5

count

count操作可以统计Stream流长度，比如下面这个例子：

long count = Stream.of("apple", "banana", "cherry").count();
System.out.println(count); // 输出：3

toArray

toArray操作可以将Stream转化为一个数组，比如下面这个例子：

Stream<String> stream = Stream.of("apple", "banana", "cherry");
String[] array = stream.toArray(String[]::new);
System.out.println(Arrays.toString(array)); // 输出：[apple, banana, cherry]

reduce

reduce操作可以将流缩减为一个单独的结果，比如下面这个例子：

Optional<Integer> result = Stream.of(1, 2, 3).reduce((x, y) -> x + y);
System.out.println(result.get()); // 输出：6

collect

collect操作可以将Stream输出为集合，比如下面这个例子：

Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3);
List<Integer> list = stream.collect(Collectors.toList());
System.out.println(list); // 输出：[1, 2, 3]

示例

下面是一个示例，通过Stream实现对一个List的排序和输出：

List<Person> persons = Arrays.asList(
        new Person("Tom", 10),
        new Person("Jerry", 20),
        new Person("Mike", 30),
        new Person("Joey", 40)
);

List<Person> sortedPersons = persons.stream()
        .sorted(Comparator.comparing(Person::getAge))
        .collect(Collectors.toList());

sortedPersons.forEach(System.out::println);

输出结果为：

Person{name='Tom', age=10}
Person{name='Jerry', age=20}
Person{name='Mike', age=30}
Person{name='Joey', age=40}

通过sort()方法可以排序List，通过Collectors.toList()方法可以将Stream转化为List。