Java Stream API（流式编程接口）是在 Java 8 引入的，用于对集合（Collection）或数组进行高效、简洁、并行的操作。
🚀 一、什么是 Stream（流）
Stream 不是集合，它是一种 对数据进行操作的“视图” 。
可以理解为一条“数据流水线”：
- 数据来源：集合、数组、文件、IO等；
- 中间操作：过滤、排序、映射、分组；
- 终止操作：收集、计数、求和、遍历。
示例：
List<String> names = List.of("张三", "李四", "王五", "张三丰");
List<String> result = names.stream()
.filter(name -> name.startsWith("张")) // 过滤姓张
.distinct() // 去重
.sorted() // 排序
.collect(Collectors.toList()); // 收集为列表
System.out.println(result); // 输出: [张三, 张三丰]
🧱 二、Stream 的基本结构
1️⃣ 创建流
常见的几种方式：
// 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});
// 直接创建
Stream<String> s3 = Stream.of("A", "B", "C");
// 无限流（常用于测试或算法）
Stream<Integer> s4 = Stream.iterate(0, n -> n + 2).limit(5); // 0,2,4,6,8
2️⃣ 中间操作（Intermediate Operations）
这些操作会返回一个新的 Stream，不会立即执行，直到终止操作发生时才会触发。
| 方法 | 功能 | 示例 |
|---|---|---|
filter(Predicate) | 过滤 | .filter(x -> x > 5) |
map(Function) | 转换元素 | .map(x -> x * 2) |
flatMap(Function) | 扁平化嵌套流 | .flatMap(list -> list.stream()) |
distinct() | 去重 | .distinct() |
sorted() | 排序 | .sorted() 或 .sorted(Comparator) |
limit(n) | 取前 n 个 | .limit(5) |
skip(n) | 跳过前 n 个 | .skip(3) |
peek(Consumer) | 调试查看 | .peek(System.out::println) |
示例：
List<Integer> nums = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6);
nums.stream()
.filter(n -> n % 2 == 0) // 过滤偶数
.map(n -> n * n) // 平方
.forEach(System.out::println); // 输出: 4, 16, 36
3️⃣ 终止操作（Terminal Operations）
这些方法会触发实际执行，返回结果或执行动作。
| 方法 | 功能 | 示例 |
|---|---|---|
forEach(Consumer) | 遍历 | .forEach(System.out::println) |
collect(Collector) | 收集结果 | .collect(Collectors.toList()) |
count() | 计数 | .count() |
findFirst() | 找第一个 | .findFirst().orElse(null) |
findAny() | 找任意一个（并行流） | .findAny() |
anyMatch(Predicate) | 存在匹配 | .anyMatch(x -> x > 10) |
allMatch(Predicate) | 全部匹配 | .allMatch(x -> x > 0) |
noneMatch(Predicate) | 全部不匹配 | .noneMatch(x -> x < 0) |
max(Comparator) | 最大值 | .max(Integer::compare) |
min(Comparator) | 最小值 | .min(Integer::compare) |
reduce() | 累加、归约 | .reduce(0, (a,b)->a+b) |
示例：
int sum = List.of(1, 2, 3, 4, 5)
.stream()
.reduce(0, Integer::sum); // 求和
System.out.println(sum); // 15
🧩 三、收集器（Collectors）
Collectors 是 Stream 最强大的工具之一，用于把流的结果转成各种形式：
🔹 转换为集合
.collect(Collectors.toList());
.collect(Collectors.toSet());
.collect(Collectors.toMap(User::getId, User::getName));
🔹 分组
Map<String, List<User>> byDept = users.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(User::getDeptName));
🔹 多级分组
Map<String, Map<String, List<User>>> multiGroup = users.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(User::getDeptName,
Collectors.groupingBy(User::getGender)));
🔹 聚合统计
Double avg = users.stream()
.collect(Collectors.averagingInt(User::getAge)); // 平均年龄
🔹 拼接字符串
String names = users.stream()
.map(User::getName)
.collect(Collectors.joining(", ", "[", "]"));
输出示例：
[张三, 李四, 王五]
⚡ 四、flatMap 扁平化（常见难点）
flatMap() 把 嵌套集合 展开成一个扁平的流。
示例：
List<List<String>> nested = List.of(
List.of("A", "B"),
List.of("C", "D")
);
List<String> flat = nested.stream()
.flatMap(Collection::stream)
.collect(Collectors.toList());
System.out.println(flat); // [A, B, C, D]
🧠 五、并行流（Parallel Stream）
只需 .parallelStream()，即可让处理自动并行，提高性能（适合大数据量场景）：
long count = list.parallelStream()
.filter(x -> x > 100)
.count();
⚠️ 注意：
- 并行流开销较大，不适合小集合；
- 注意线程安全，尤其是写共享变量时。
🛠️ 六、自定义排序与过滤
List<User> sorted = users.stream()
.filter(u -> u.getAge() > 18)
.sorted(Comparator.comparing(User::getAge).reversed())
.collect(Collectors.toList());
🧾 七、常见高级技巧
✅ 去重（按字段）
List<User> unique = users.stream()
.filter(distinctByKey(User::getId))
.collect(Collectors.toList());
public static <T> Predicate<T> distinctByKey(Function<? super T, ?> keyExtractor) {
Set<Object> seen = ConcurrentHashMap.newKeySet();
return t -> seen.add(keyExtractor.apply(t));
}
✅ 统计字段总和
int totalAge = users.stream()
.mapToInt(User::getAge)
.sum();
✅ 分页（Stream 模拟分页）
List<User> pageList = users.stream()
.skip((pageNum - 1) * pageSize)
.limit(pageSize)
.collect(Collectors.toList());
✅ 八、总结口诀
| 阶段 | 方法示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 创建流 | stream() / of() | 创建流对象 |
| 中间操作 | filter()、map()、sorted() | 不会立即执行 |
| 终止操作 | collect()、count()、forEach() | 触发执行 |
| 收集器 | Collectors.toList() | 转换为集合 |
| 常用高级 | groupingBy()、joining() | 分组与聚合 |
