Java 中Stream 的高级用法

在Java中，Stream API为开发者提供了一种高效、声明式的方式来处理数据集合。除了基本的操作如filter、map和collect，Stream还提供了许多高级用法，以应对更复杂的数据处理需求。以下是一些Java Stream的高级用法及其解释：

1. flatMap

flatMap操作与map类似，但它允许你将流中的每个元素映射成一个流，然后将这些流“扁平化”为一个流。这在处理嵌套集合时特别有用。

List<List<String>> listOfLists = Arrays.asList(Arrays.asList("a", "b"), Arrays.asList("c", "d"));
List<String> flatList = listOfLists.stream()
    .flatMap(List::stream)
    .collect(Collectors.toList());

2. distinct

distinct操作返回由该流中不同元素组成的流（根据Object.equals(Object)确定）。它常用于去除流中的重复元素。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 2, 3, 4, 4, 5);
List<Integer> uniqueNumbers = numbers.stream()
    .distinct()
    .collect(Collectors.toList());

3. sorted

sorted操作返回一个排序后的流。它可以接受一个Comparator来定义排序规则，或者根据元素的自然顺序进行排序。

List<String> strings = Arrays.asList("banana", "apple", "cherry");
List<String> sortedStrings = strings.stream()
    .sorted()
    .collect(Collectors.toList());

4. peek

peek操作主要用于调试目的，它允许你在流的每个元素上执行操作（如打印日志），但不改变流本身。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numbers.stream()
    .peek(System.out::println)
    .sum();

5. reduce

reduce操作可以将流中的元素组合起来，返回一个单一的结果。它通常用于数值计算，如求和、求积等。

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

6. collect与自定义收集器

虽然collect(Collectors.toList())和collect(Collectors.toSet())是常见的用法，但Collectors类还提供了更多自定义收集器的方法，如toMap、groupingBy等。

List<String> strings = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry", "apple");
Map<String, Long> frequencyMap = strings.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(Function.identity(), Collectors.counting()));

7. anyMatch、allMatch、noneMatch

这些操作允许你对流中的元素进行布尔条件测试，并返回一个布尔值。anyMatch检查流中是否存在至少一个匹配元素，allMatch检查所有元素是否匹配，而noneMatch检查是否没有元素匹配。

List<String> strings = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
boolean hasBanana = strings.stream()
    .anyMatch(s -> s.startsWith("b"));

8. findFirst和findAny

这些操作用于从流中获取第一个元素或任意元素（如果存在）。findFirst通常用于有序流，而findAny在并行流中可能更有效。

List<String> strings = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
Optional<String> firstString = strings.stream()
    .findFirst();

9. count

count操作返回流中元素的数量。虽然这可以通过collect(Collectors.counting())实现，但count方法通常更高效。

List<String> strings = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");
long count = strings.stream()
    .count();

10. 并行流

通过将流转换为并行流，可以利用多核处理器加速处理。这通常通过调用parallelStream()方法实现。

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.parallelStream()
    .reduce(0, Integer::sum);

请注意，并行流并不总是比顺序流更快，特别是当处理开销较小的任务时。此外，并行流的处理顺序是不确定的，因此不应依赖于元素的顺序。

这些高级用法使得Java Stream API成为处理集合数据的强大工具。通过组合这些操作，可以构建出复杂而高效的数据处理管道。