Java 流（Stream）API

一、理论说明

1. 流的定义

Java 流（Stream）是 Java 8 引入的新特性，用于对集合（如 List、Set）或数组进行高效的聚合操作（如过滤、映射、排序）和并行处理。流不存储数据，而是按需计算，支持链式调用，使代码更简洁、易读。

2. 流与集合的区别

二、流的创建与操作

1. 创建流

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;public class StreamExample {public static void main(String[] args) {// 1. 从集合创建List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");Stream<String> stream = list.stream();// 2. 从数组创建String[] array = {"a", "b", "c"};Stream<String> arrayStream = Arrays.stream(array);// 3. 使用 Stream.of()Stream<String> ofStream = Stream.of("a", "b", "c");// 4. 创建无限流Stream<Integer> infiniteStream = Stream.iterate(0, n -> n + 2);infiniteStream.limit(5).forEach(System.out::println); // 输出: 0, 2, 4, 6, 8}
}

2. 中间操作（返回新的流）

使用时需注意：流只能消费一次，消费后需重新创建。并行流适用于计算密集型任务，避免 I/O 操作。合理选择中间操作和终止操作，避免过度使用复杂流。流 API 是 Java 8 最具影响力的特性之一，广泛应用于数据处理、微服务、ORM 框架等场景。

• 过滤：filter(Predicate<T>)
• 映射：map(Function<T, R>)
• 排序：sorted() 或 sorted(Comparator<T>)
• 去重：distinct()
• 截断：limit(long maxSize)
• 跳过：skip(long n)

  List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 2, 3, 4, 5);
  List<Integer> evenNumbers = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0)    // 过滤偶数.distinct()                // 去重.sorted()                  // 排序.collect(Collectors.toList()); // [2, 4]

  3. 终止操作（触发计算并关闭流）

• 聚合：count(), max(), min()
• 匹配：anyMatch(), allMatch(), noneMatch()
• 收集：collect(Collectors.toList()), toSet(), toMap()
• 归约：reduce()
• 遍历：forEach()

  List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");// 计算总长度
  int totalLength = words.stream().mapToInt(String::length).sum(); // 结果: 5 + 6 + 6 = 17// 检查是否所有单词长度大于 3
  boolean allLong = words.stream().allMatch(w -> w.length() > 3); // true

  三、并行流（Parallel Stream）

  通过parallelStream()或stream().parallel()创建并行流，利用多线程加速处理（适用于大数据量）。

  List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
  int sum = numbers.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();

  注意：并行流的线程安全问题，避免在流操作中修改共享状态。

  四、Collectors 工具类

  Collectors提供了丰富的收集器，用于将流结果转换为集合、Map 或进行分组统计。

  1. 集合收集

  List<String> names = people.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.toList());

  2. 分组统计

  Map<Integer, List<Person>> ageGroups = people.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge));

  3. 字符串连接

  String joined = people.stream().map(Person::getName).collect(Collectors.joining(", ", "[", "]"));
  // 结果: "[Alice, Bob, Charlie]"

  五、应用实例

  1. 筛选与映射

  class Product {private String name;private double price;private Category category;// 构造方法、getter/setter 略
  }enum Category { FOOD, ELECTRONICS, CLOTHING }// 统计电子产品的平均价格
  List<Product> products = getProductList();
  double avgPrice = products.stream().filter(p -> p.getCategory() == Category.ELECTRONICS).mapToDouble(Product::getPrice).average().orElse(0.0);

  2. 分页处理

  List<Product> page2 = products.stream().skip(10)  // 跳过前10条.limit(10) // 取10条.collect(Collectors.toList());

  六、自我总结

• Java 流 API 提供了一种高效、优雅的方式处理集合数据，其核心优势包括：

• 代码简洁：链式调用减少冗余代码。
• 内部迭代：自动处理遍历逻辑，提升可读性。
• 并行支持：简化多线程编程，提升大数据处理性能。
• 延迟执行：避免不必要的计算，优化性能。

    七、面试题

  题目：

  

  答案;