Java 8 Stream API

• Java 8 引入了 Stream API，使得對集合類（如 List、Set 等）的操作變得更加簡潔和直觀。Stream API 主要目的是為了簡化對集合數據的處理，尤其是支持 函數式編程 風格的操作。
• Stream 可以讓你使用聲明式的方式進行集合操作，而不是傳統的命令式方式。

1. Stream

• 在 Java 8 中，Stream 是一個用于處理數據集合（如 List、Set、Map 等）的工具，它允許你在不修改集合本身的情況下，通過一系列的操作（如過濾、映射、聚合等）來對數據進行處理。
• Stream 是一個流式的、單向的數據結構，意味著你一次只能處理流中的一個元素，且每次處理后的流會產生新的流對象，原始流不會發生改變。

2. Stream 的創建

Stream 可以通過以下幾種方式創建：

• 從集合創建 Stream：

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
  Stream<String> stream = list.stream();
  

• 從數組創建 Stream：

  String[] array = {"apple", "banana", "cherry"};
  Stream<String> stream = Arrays.stream(array);
  

• 使用 Stream.of() 創建 Stream：

  Stream<String> stream = Stream.of("apple", "banana", "cherry");
  

3. 常見的 Stream 操作

• Stream API 提供了兩類操作：中間操作和終止操作。

3.1 中間操作

• 中間操作是惰性操作（Lazy），它們不會立即執行，直到你觸發一個終止操作時，才會開始執行整個流的計算。常見的中間操作包括：

• filter：用于過濾流中的元素，返回符合條件的元素。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry", "date");
  List<String> filteredList = list.stream().filter(s -> s.startsWith("a")).collect(Collectors.toList());
  System.out.println(filteredList); // 輸出: [apple]
  

• map：用于將流中的元素通過函數轉換成另一個類型的元素（通常是映射操作）。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
  List<String> upperCaseList = list.stream().map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());
  System.out.println(upperCaseList); // 輸出: [APPLE, BANANA, CHERRY]
  

• distinct：去除重復的元素。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "apple", "cherry");
  List<String> distinctList = list.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
  System.out.println(distinctList); // 輸出: [apple, banana, cherry]
  

• sorted：對流中的元素進行排序。

  List<String> list = Arrays.asList("banana", "apple", "cherry");
  List<String> sortedList = list.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
  System.out.println(sortedList); // 輸出: [apple, banana, cherry]
  

• flatMap：將流中的每個元素映射成多個元素，然后再將所有這些元素合并成一個流。

  List<List<String>> listOfLists = Arrays.asList(Arrays.asList("apple", "banana"),Arrays.asList("cherry", "date"));List<String> flatMappedList = listOfLists.stream().flatMap(List::stream).collect(Collectors.toList());
  System.out.println(flatMappedList); // 輸出: [apple, banana, cherry, date]
  

3.2 終止操作

終止操作是激活流計算的操作，調用終止操作時流會開始遍歷并進行計算。常見的終止操作包括：

• collect：將流中的元素收集到集合中，是最常用的終止操作。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
  List<String> result = list.stream().collect(Collectors.toList());
  System.out.println(result); // 輸出: [apple, banana, cherry]
  

• forEach：對流中的每個元素進行操作，通常用于打印。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
  list.stream().forEach(System.out::println);
  // 輸出:
  // apple
  // banana
  // cherry
  

• reduce：用于對流中的元素進行累加或合并，通常用于求和、求最小值或求最大值。

  List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
  int sum = numbers.stream().reduce(0, Integer::sum);
  System.out.println(sum); // 輸出: 15
  

• anyMatch：檢查流中的任何一個元素是否符合指定的條件。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
  boolean hasApple = list.stream().anyMatch(s -> s.equals("apple"));
  System.out.println(hasApple); // 輸出: true
  

• allMatch：檢查流中的所有元素是否符合指定的條件。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
  boolean allStartWithA = list.stream().allMatch(s -> s.startsWith("a"));
  System.out.println(allStartWithA); // 輸出: false
  

• count：計算流中元素的數量。

  List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
  long count = list.stream().count();
  System.out.println(count); // 輸出: 3
  

4. Stream 的并行操作

• Stream 還提供了并行流，它可以將計算任務分配給多個線程以加速處理。在調用 parallel() 方法后，流的操作會在多個線程中并行執行，從而提高大數據量處理的性能。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6);
int sum = numbers.parallelStream().reduce(0, Integer::sum);
System.out.println(sum); // 輸出: 21

• 并行流適用于數據量較大的場景，但在小數據集下可能會由于線程管理的開銷而降低性能。因此，是否使用并行流需要根據具體情況判斷。