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Java Stream API详解与使用示例详解

作者：Damon小智

Java Stream API 是一个功能强大的工具,适用于处理集合和数据流,本文全面介绍了 Java Stream API 的概念、功能以及如何在 Java 中有效地使用它进行集合和数据流的处理,感兴趣的朋友跟随小编一起看看吧

本文全面介绍了 Java Stream API 的概念、功能以及如何在 Java 中有效地使用它进行集合和数据流的处理。通过详细解释和示例，文章展示了 Java Stream API 在简化代码、提高效率以及支持函数式编程方面的优势。文中还比较了 Java Stream API 与其他集合处理库的异同，强调了其在现代 Java 开发中的重要性和实用性。

在这里插入图片描述

一、Java Stream API介绍

1. Java Stream API简述

Java Stream API 是Java 8中引入的一项功能，它允许程序员以声明式方式处理数据集合。通过Stream API，可以对数据执行复杂的查询操作，而不必编写冗余的代码。Stream 不是数据结构，它更像是一个高级版本的Iterator。单次使用，数据只能遍历一次，遍历过程中你可以对数据进行过滤、排序、聚合等操作。

2. Java Stream API支持的功能

功能描述
filter过滤流中的元素，根据条件只留下满足条件的元素
map将流中的每个元素映射成其他形式，结果是一个包含映射后结果的新流
sorted确保流中的元素在消费时的顺序按照自然顺序或自定义Comparator排序
collect将流转换为其他形式，如List、Set或Map，或者是自定义的收集器
forEach遍历流中的每个元素并执行给定的操作
reduce通过重复处理其元素来将流减少到单个汇总结果
anyMatch检查流中的元素是否有一个满足给定的条件
allMatch检查流中的元素是否全部满足给定条件
noneMatch检查流中的元素是否没有满足给定条件的
findFirst返回流中的第一个元素，如果流为空，则返回空的Optional
limit截断流，使其最大长度不超过给定数量
skip跳过流中的前n个元素，返回包含余下元素的新流

3. 使用Java Stream API的优势

功能Java Stream API传统集合操作
数据处理模式声明式，支持函数式编程命令式，代码较为复杂
内存效率更高，因为它是在流上直接操作低，需要复制到新的数据结构
并发处理内建支持并发处理手动处理并发
可读性高，流操作可链式调用低，循环和条件判断多
使用场景数据集合操作，大数据处理小数据量操作

二、常用的Java Stream API功能

下面是针对每个Java Stream API函数的示例代码：

1. filter

过滤流中的元素，根据条件只留下满足条件的元素。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
                                   .filter(n -> n % 2 == 0)
                                   .collect(Collectors.toList());
System.out.println(evenNumbers); // 输出 [2, 4, 6]

2. map

将流中的每个元素映射成其他形式，结果是一个包含映射后结果的新流。

List<String> words = Arrays.asList("hello", "world", "java", "stream");
List<Integer> wordLengths = words.stream()
                                 .map(String::length)
                                 .collect(Collectors.toList());
System.out.println(wordLengths); // 输出 [5, 5, 4, 6]

3. sorted

确保流中的元素在消费时的顺序按照自然顺序或自定义Comparator排序。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(4, 3, 6, 1, 5, 2);
List<Integer> sortedNumbers = numbers.stream()
                                     .sorted()
                                     .collect(Collectors.toList());
System.out.println(sortedNumbers); // 输出 [1, 2, 3, 4, 5, 6]

4. collect

将流转换为其他形式，如List、Set或Map，或者是自定义的收集器。

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");
Set<String> nameSet = names.stream()
                           .collect(Collectors.toSet());
System.out.println(nameSet); // 输出 [Alice, Bob, Charlie, David]

5. forEach

遍历流中的每个元素并执行给定的操作。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
names.stream()
     .forEach(System.out::println); // 依次输出 1、2、3、4、5

6. reduce

通过重复处理其元素来将流减少到单个汇总结果。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.stream()
                 .reduce(0, Integer::sum);
System.out.println("Sum: " + sum); // 输出 Sum: 15

7. anyMatch

检查流中的元素是否有一个满足给定的条件。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
boolean hasEven = numbers.stream()
                         .anyMatch(n -> n % 2 == 0);
System.out.println("Has even numbers: " + hasEven); // 输出 Has even numbers: true

8. allMatch

检查流中的元素是否全部满足给定条件。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
boolean allEven = numbers.stream()
                         .allMatch(n -> n % 2 == 0);
System.out.println("All are even: " + allEven); // 输出 All are even: false

9. noneMatch

检查流中的元素是否没有满足给定条件的。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
boolean noneMultipleOfTen = numbers.stream()
                                   .noneMatch(n -> n % 10 == 0);
System.out.println("None are multiples of ten: " + noneMultipleOfTen); // 输出 None are multiples of ten: true

10. findFirst

返回流中的第一个元素，如果流为空，则返回空的Optional。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> first = numbers.stream()
                                 .findFirst();
System.out.println("First number: " + first.orElse(-1)); // 输出 First number: 1

11. limit

截断流，使其最大长度不超过给定数量。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> limited = numbers.stream()
                               .limit(3)
                               .collect(Collectors.toList());
System.out.println(limited); // 输出 [1, 2, 3]

12. skip

跳过流中的前n个元素，返回包含余下元素的新流。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> skipped = numbers.stream()
                               .skip(3)
                               .collect(Collectors.toList());
System.out.println(skipped); // 输出 [4, 5]

这些示例展示了Java Stream API的多样化和强大功能，使得处理集合数据更加灵活和

三、Java Stream API和类似包比较的优势

Java Stream API 作为Java 8及以后版本的核心特性，对集合和数据流的处理提供了强大的支持。除了Java自带的Stream API，还有一些其他的库或框架也提供了类似的功能，用于处理集合或者数据流。

1. 常见的Java集合处理库

2. 集合处理库之间的比较

特性 / 库Java Stream APIApache Commons CollectionsGoogle GuavaVavrEclipse Collections
主要优势内置支持，无需额外依赖丰富的集合操作工具强大的集合工具和新集合类型不可变集合和函数式编程支持高性能、丰富的集合类型
集合不可变性不提供不提供提供部分不可变集合所有集合默认不可变提供不可变和可变集合
函数式编程支持有限支持有限支持完全支持有限支持
并发支持并发流处理不专门针对并发优化提供并发集合不提供提供优化的并发集合
类型安全和检查类型安全类型安全类型安全类型安全类型安全
学习曲线中等低中等高中等
与Java版本兼容性Java 8+Java 1.2+Java 1.6+Java 8+Java 5+
扩展集合类型无提供额外集合操作提供新的集合类型提供函数式集合类型提供丰富的集合类型

每个库都有其独特的优点和用途。Java Stream API是Java开发中的标准选项，无需额外依赖且与现代Java应用高度兼容。对于需要在老版本Java上工作的开发者，Apache Commons Collections提供了后向兼容。Google Guava和Eclipse Collections提供了高性能的集合操作，而Vavr则为喜欢函数式编程的开发者提供了很好的支持。选择哪个库取决于具体的项目需求、团队的熟悉度以及对库特性的需求。

四、Java Stream API使用总结

Java Stream API 是一个功能强大的工具，适用于处理集合和数据流。它提供了一种简洁而高效的方法来操作数据，尤其是在处理大量数据时。这个API优化了数据处理逻辑，使开发者能够以更少的代码执行复杂的数据转换和聚合操作。利用Java Stream API，可以轻松实现数据过滤、排序、转换及汇总，极大地提升了代码的可读性和可维护性。同时，Stream API 的函数式编程特性有助于减少错误和侧效应，使得并发程序的编写更为安全。通过使用Java Stream API，开发者可以写出更简洁、更高效、更易于维护的代码，同时享受到函数式编程带来的好处。

到此这篇关于Java Stream API详解与使用示例详解的文章就介绍到这了,更多相关Java Stream API使用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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