271. Java Stream API - 理解 Java Stream 的流水线模型：中间操作 vs 终端操作
在 Java 的 Stream API 中，我们构建的是一个“流水线式的数据处理过程”，就像搭建一条工厂生产线：
- 每一道工序是一个 中间操作（
intermediate operation） - 最后一道是一个 终端操作（
terminal operation），它才启动整条流水线。
🧱 中间操作（Intermediate Operation）：搭建流水线，不启动
定义：一个方法返回一个 Stream，就是一个中间操作。
作用：添加一个“处理环节”，但本身不触发数据处理。
Stream<String> stream = List.of("a", "bb", "ccc").stream();
Stream<Integer> lengths = stream.map(str -> str.length()); // 中间操作
✅ 你只是“配置”了处理流程，没有处理数据。就像装了一个“长度计算”的机械臂，还没开电源。
🔚 终端操作（Terminal Operation）：触发流水线，处理数据
定义：一个方法返回的不是 Stream（或是 void），那就是终端操作。
作用：触发数据从源头一个个“通过中间操作”，并产出结果。
int total = List.of("a", "bb", "ccc")
.stream()
.map(String::length) // 中间操作
.reduce(0, Integer::sum); // 终端操作
System.out.println("总长度 = " + total); // 输出 6
✅ 数据此时才真正流过 map，然后被 reduce 聚合求和。
🔁 串联多个中间操作
var result = List.of("apple", "banana", "avocado")
.stream()
.filter(s -> s.startsWith("a")) // 过滤出以 a 开头的
.map(String::toUpperCase) // 转大写
.sorted() // 排序
.toList(); // 终端操作：生成结果列表
System.out.println(result); // 输出: [APPLE, AVOCADO]
📌 注意：这些 .filter(), .map(), .sorted() 每一步都只是排流程，只有 .toList() 才触发执行。
⚠️ 常见误区：一个 Stream 只能使用一次！
var stream = Stream.of(1, 2, 3, 4);
// 第一次使用，合法
var mapped = stream.map(i -> i + 1);
// 第二次使用，❌ 非法！stream 已经用过
var list = stream.toList(); // 会抛 IllegalStateException
💥 错误信息：
java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed
🛠 正确方式：复用数据源，不复用 Stream 对象
// 正确做法：重新从集合创建新 Stream
var source = List.of(1, 2, 3, 4);
var mapped = source.stream().map(i -> i + 1).toList(); // ✅
var filtered = source.stream().filter(i -> i % 2 == 0).toList(); // ✅
🎯 中间 vs 终端操作对比总结
| 操作类型 | 特征描述 | 是否触发处理 | 返回值类型 | 示例方法 |
|---|---|---|---|---|
| 中间操作 | 构建流水线，返回新的 Stream | ❌ 否 | Stream | map, filter, sorted |
| 终端操作 | 启动流水线，返回结果或副作用 | ✅ 是 | 非 Stream 类型 | collect, toList, reduce, forEach |
💡 比喻辅助记忆：
- 中间操作：就像在工厂安装传送带上的“加工模块”，还没有开机。
- 终端操作：按下启动按钮，产品才真正开始加工和流转。
📌 补充建议：可练习的小题目
- 使用
map()和filter()构建一个处理流程，但不要调用终端操作，验证是否执行了逻辑？ - 设计一个流程：过滤出偶数，再平方，然后求和。
- 尝试复用一个
Stream对象，观察异常，并改用集合重新创建 Stream。
