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303. Java Stream API - 查找元素

✅ `findFirst()` 与 `findAny()` 方法概述

Stream API 提供了两个终止操作来查找流中的元素：

findFirst()：返回流中的第一个元素。
findAny()：返回流中的任意一个元素。

这两个方法都返回一个 Optional 类型，如果流为空，它们返回的 Optional 也是空的。

🧠 关键点：

如果流为空，返回的 Optional 为空。
需要理解流的 顺序性，因为它决定了 findFirst() 返回的是哪个元素。

🔢 有序流与无序流

📌 有序流

有序流是指流中的元素顺序是有意义的，且由 Stream API 保持。比如：

基于 List 创建的流通常是有序的。
有序流中，可以明确地找到“第一个”、“第二个”或“第三个”元素。

📌 无序流

无序流中的元素顺序没有固定，通常在流处理过程中，顺序可能会丢失或是随机的。例如，Set 中的元素没有顺序性。

🎬 示例：处理有序流

Collection<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four", "five");
String first = strings.stream()
    .filter(s -> s.length() == 3)
    .findFirst()
    .orElseThrow();  // 获取第一个匹配的元素

System.out.println("第一个匹配的元素: " + first);

输出：

第一个匹配的元素: one

在这个例子中，因为流是从 List 创建的，所以是有序流，findFirst() 总是返回列表中的第一个匹配元素。

🔄 `findAny()` 与并行流

📌 `findFirst()` 的代价

在并行流中，调用 findFirst() 会带来性能开销，因为它需要确保返回的是流中的第一个元素，即使在并行处理中也要保持顺序。

📌 为什么使用 `findAny()`？

如果你不关心返回流中的第一个元素，而只是需要流中的任意一个元素，那么应该使用 findAny()。
findAny() 没有顺序约束，适用于处理并行流时，能提高性能。

🎬 示例：并行流中的 `findFirst()` 和 `findAny()`

Collection<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four", "five");
String result = strings.stream()
    .parallel() // 使用并行流
    .filter(s -> s.length() == 3)
    .findFirst()
    .orElseThrow();  // 获取第一个匹配的元素

System.out.println("并行流中的第一个匹配元素: " + result);

在并行流中，findFirst() 仍然返回 第一个匹配元素，但是有性能开销。如果你对顺序不关心，可以使用 findAny()：

String anyResult = strings.stream()
    .parallel()
    .filter(s -> s.length() == 3)
    .findAny()
    .orElseThrow();  // 获取任意一个匹配元素

System.out.println("并行流中的任意匹配元素: " + anyResult);

🔀 有序流与无序流的区别

📌 `unordered()` 方法

调用 unordered() 方法后，流就变为 无序流。在无序流中，findFirst() 的结果将不再是第一个元素，而是流中的一个随机元素。

🎬 示例：无序流中的 `findFirst()` 和 `findAny()`

Collection<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four", "five");
String first = strings.stream()
    .unordered()  // 将流标记为无序流
    .filter(s -> s.length() == 3)
    .findFirst()
    .orElseThrow();  // 获取第一个匹配元素

System.out.println("无序流中的第一个匹配元素: " + first);

在此情况下，findFirst() 仍然返回一个匹配的元素，但结果会随机。

📌 `Set` 的无序性

使用 Set 作为源时，元素本身就是无序的。例如：

Collection<String> strings = Set.of("one", "two", "three", "four", "five");
String first = strings.stream()
    .filter(s -> s.length() == 3)
    .findFirst()
    .orElseThrow();

System.out.println("无序集合中的第一个匹配元素: " + first);

⚠️ 需要注意的性能问题

在并行流中，findFirst() 操作需要确保元素顺序，而这可能会导致额外的性能开销。尤其是当流的处理只关注第一个匹配元素时，使用 findAny() 会更合适。

📌 结论

有序流：findFirst() 会返回流中的第一个元素。
无序流：findFirst() 和 findAny() 都会返回流中的一个随机元素。
并行流：使用 findFirst() 时会有性能开销，findAny() 可以在不需要顺序时提升性能。

🧾 总结

方法	适用场景	顺序性	返回类型
`findFirst()`	查找第一个匹配的元素	有序流	`Optional<T>`
`findAny()`	查找任意一个匹配的元素	无序流	`Optional<T>`
`parallel()`	使流并行处理	无序	提升性能
`unordered()`	使流无序	无序流	随机结果

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