268. Java Stream API 入门指南

268. Java Stream API 入门指南

🎯 为什么要学习 Stream API？

在 Java 8 中，Stream API 是继 Lambda 表达式之后最重要的特性之一。它实现了一个在函数式编程中非常著名的模式 —— Map-Filter-Reduce（映射-过滤-归约）。

📦 简单理解： 集合框架（Collections Framework） 负责将数据存储在 JVM 内存中， 而 Stream API 则是用来高效、优雅地处理这些数据。

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🔍 Stream API 的几个核心特点

✅ 流的来源不仅限于集合！

• 可以从集合、数组、I/O、生成器、自定义数据源等创建流。
• 使用方式统一，处理过程一致，代码更简洁！

✅ 流是懒加载的（lazy evaluation）

• 只有在你调用“终止操作”（如 collect()、count() 等）时，流才真正被计算。
• 这意味着你可以组合多个操作（map、filter、sort 等），它们只在最终需要结果时才执行。

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📦 示例讲解：按字符串长度分组并计数

List<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four");

Map<Integer,Long> map = strings.stream()
                 .collect(Collectors.groupingBy(
                     String::length,                // 按字符串长度分组
                     Collectors.counting()          // 每组中元素数量
                 ));

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " :: " + value));

✅ 输出结果：

3 :: 2
5 :: 1
4 :: 1

🔍 分析说明：

• groupingBy(String::length)：按字符串长度进行分组。
• counting()：统计每组中有多少个元素。
• Map<Integer, Long>：生成的 Map 键是字符串长度，值是对应数量。

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🧠 Stream 的基本使用流程

我们来套用 Stream 的典型三步流程进行理解：

数据源 ➜ 中间操作（map/filter/sorted）➜ 终止操作（collect/forEach/count）

📌 示例：找出长度大于 3 的字符串并转换为大写：

List<String> words = List.of("Java", "is", "awesome", "and", "fun");

List<String> result = words.stream()
                           .filter(s -> s.length() > 3)
                           .map(String::toUpperCase)
                           .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result); // 输出: [JAVA, AWESOME]

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🔧 常用中间操作

操作	说明	示例
filter	过滤元素	.filter(s -> s.length() > 3)
map	转换元素	.map(String::toUpperCase)
sorted	排序	.sorted(Comparator.reverseOrder())
distinct	去重	.distinct()
limit	取前 N 个	.limit(5)
skip	跳过前 N 个	.skip(2)

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✅ 常用终止操作

操作	说明	示例
collect	收集结果（转为 List、Map）	.collect(Collectors.toList())
forEach	遍历结果	.forEach(System.out::println)
count	统计数量	.count()
findFirst	找到第一个元素（Optional）	.findFirst()
anyMatch	是否存在满足条件的元素	.anyMatch(s -> s.contains("a"))

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💡 小练习题（课堂互动可用）

1️⃣ 从一组单词中过滤出以 “a” 开头的单词，并转为小写，收集成列表 2️⃣ 给一组整数列表，保留偶数，求其平方并排序输出 3️⃣ 给一个字符串列表，统计每种长度的字符串数量

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📌 总结 Stream API 的优势

特性	优势说明
声明式	更少的样板代码，代码意图清晰
可组合	中间操作可任意组合，构建复杂逻辑更简单
性能优化	延迟计算、短路操作、可并行
可拓展性强	可用于集合、数组、文件、数据库结果等