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Java Stream API - 高效数据处理的核心工具_01

news 来源：原创 2025/7/24 1:42:12

文章目录

概述：高效数据处理的核心工具
1. 流的创建
- 1.1 从集合创建流
- 1.2 从数组创建流
- 1.3 直接创建流
2. 中间操作：流的转换和处理
- 2.1 `map()`：映射操作
- 2.2 `filter()`：过滤操作
- 2.3 `flatMap()`：扁平化映射操作
- 2.4 `sorted()`：排序操作
- 2.5 `distinct()`：去重操作
- 2.6 `limit()`：限制元素数量
3. 终止操作：生成结果
- 3.1 `collect()`：收集操作
- 3.2 `forEach()`：遍历操作
- 3.3 `count()`：计数操作
- 3.4 `findFirst()`：获取第一个元素
- 3.5 `anyMatch()`：是否至少匹配一个元素
4. 收集器（Collectors）
- 4.1 `Collectors.toMap()`：将流转换为 Map

概述：高效数据处理的核心工具

Java 8 引入了 Stream API，它为开发者提供了一种简洁且高效的方式来处理集合数据。Stream API 提供了丰富的操作功能，例如过滤、映射、排序、聚合等，可以极大地提高代码的可读性和可维护性，同时支持并行处理以提升性能。

接下来，我们将详细介绍 Stream API 中常用的操作，包括创建流、常见的中间操作、终止操作以及一些实用的收集器。

1. 流的创建

在 Stream API 中，流可以通过以下方式创建：

1.1 从集合创建流

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Stream<String> stream = list.stream();
stream.forEach(System.out::println);

1.2 从数组创建流

String[] array = {"a", "b", "c"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(array);
stream.forEach(System.out::println);

1.3 直接创建流

Stream<String> stream = Stream.of("1", "2", "3");
stream.forEach(System.out::println);

2. 中间操作：流的转换和处理

中间操作是 Stream 流操作的核心，它们用于转换流中的元素。中间操作是惰性求值的，即只有在终止操作执行时才会触发。

2.1 `map()`：映射操作

map() 用于将流中的每个元素映射为另一个元素，通常用于数据转换。

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(1, "李工"),new Artisan(2, "王师傅"),new Artisan(3, "张大师")
);// 获取所有工匠的ID
List<Integer> ids = artisans.stream().map(Artisan::getId).collect(Collectors.toList());
System.out.println(ids);  // 输出: [1, 2, 3]

2.2 `filter()`：过滤操作

filter() 用于过滤流中的元素，返回符合条件的元素。

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(1, "李工"),new Artisan(2, "王师傅"),new Artisan(3, "张大师")
);// 获取名字是 "李工" 的工匠
List<Artisan> filtered = artisans.stream().filter(artisan -> "李工".equals(artisan.getName())).collect(Collectors.toList());
System.out.println(filtered);  // 输出: [Artisan{id=1, name='李工'}]

2.3 `flatMap()`：扁平化映射操作

flatMap() 将流中的每个元素映射成一个流，并将这些流合并成一个新的流，通常用于处理嵌套的集合。

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(1, "李工", Arrays.asList(new Tool("锤子"), new Tool("钳子"))),new Artisan(2, "王师傅", Arrays.asList(new Tool("螺丝刀"))),new Artisan(3, "张大师", Arrays.asList(new Tool("钳子")))
);// 获取李工的所有工具
List<Tool> tools = artisans.stream().filter(artisan -> "李工".equals(artisan.getName())).flatMap(artisan -> artisan.getTools().stream()).collect(Collectors.toList());
System.out.println(tools);  // 输出: [Tool{name='锤子'}, Tool{name='钳子'}]

2.4 `sorted()`：排序操作

sorted() 用于对流中的元素进行排序。可以使用 Comparator 对元素进行自定义排序。

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(3, "李工"),new Artisan(1, "王师傅"),new Artisan(2, "张大师")
);// 按ID升序排序
List<Artisan> sorted = artisans.stream().sorted(Comparator.comparing(Artisan::getId)).collect(Collectors.toList());
System.out.println(sorted);  // 输出: [Artisan{id=1, name='王师傅'}, Artisan{id=2, name='张大师'}, Artisan{id=3, name='李工'}]// 按ID降序排序
List<Artisan> reversed = artisans.stream().sorted(Comparator.comparing(Artisan::getId).reversed()).collect(Collectors.toList());
System.out.println(reversed);  // 输出: [Artisan{id=3, name='李工'}, Artisan{id=2, name='张大师'}, Artisan{id=1, name='王师傅'}]

2.5 `distinct()`：去重操作

distinct() 用于去除流中的重复元素。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "A", "C");
List<String> distinct = list.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
System.out.println(distinct);  // 输出: [A, B, C]

2.6 `limit()`：限制元素数量

limit() 用于限制流中元素的数量，类似 SQL 中的 LIMIT。

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(1, "李工"),new Artisan(2, "王师傅"),new Artisan(3, "张大师")
);// 获取前两个工匠
List<Artisan> limited = artisans.stream().limit(2).collect(Collectors.toList());
System.out.println(limited);  // 输出: [Artisan{id=1, name='李工'}, Artisan{id=2, name='王师傅'}]

3. 终止操作：生成结果

终止操作会触发流的计算，并产生最终的结果。

3.1 `collect()`：收集操作

collect() 是最常用的终止操作，它用于将流中的元素收集到一个容器中，比如 List、Set、Map 等。

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(1, "李工"),new Artisan(2, "王师傅"),new Artisan(3, "张大师")
);// 将工匠的ID收集到List中
List<Integer> ids = artisans.stream().map(Artisan::getId).collect(Collectors.toList());
System.out.println(ids);  // 输出: [1, 2, 3]

3.2 `forEach()`：遍历操作

forEach() 用于对流中的每个元素执行一个操作。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
list.stream().forEach(System.out::println);  // 输出: A B C

3.3 `count()`：计数操作

count() 用于计算流中元素的数量。

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(1, "李工"),new Artisan(2, "王师傅"),new Artisan(3, "张大师")
);// 统计工匠的数量
long count = artisans.stream().count();
System.out.println(count);  // 输出: 3

3.4 `findFirst()`：获取第一个元素

findFirst() 获取流中的第一个元素。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "F", "A", "C");
String first = list.stream().findFirst().get();
System.out.println(first);  // 输出: A

3.5 `anyMatch()`：是否至少匹配一个元素

anyMatch() 检查流中是否至少有一个元素符合指定的条件。

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "F", "A", "C");
boolean anyMatch = list.stream().anyMatch(s -> s.contains("C"));
System.out.println(anyMatch);  // 输出: true

4. 收集器（Collectors）

Collectors 类提供了一些常用的收集器方法，用于将流的元素收集到不同的数据结构中。

4.1 `Collectors.toMap()`：将流转换为 Map

List<Artisan> artisans = Arrays.asList(new Artisan(1, "李工"),new Artisan(2, "王师傅"),new Artisan(1, "张大师")
);// 将工匠按ID映射到Map中
Map<Integer, Artisan> artisanMap = artisans.stream().collect(Collectors.toMap(Artisan::getId, artisan -> artisan, (existing, replacement) -> existing));
System.out.println(artisanMap);  // 输出: {1=Artisan{id=1, name='李工'}, 2=Artisan{id=2, name='王师傅'}}

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