我们来详细解释一下 Java 8 Stream API 中的 flatMap 操作。理解 flatMap 的关键在于将其与 map 操作进行对比。

​​核心概念：​​

1. ​​map 操作：​​

   • 作用：将一个流中的每个元素​​转换​​为另一个元素（类型可以不同）。
   • 输入：一个元素 T
   • 输出：一个元素 R (通过你提供的 Function<T, R> 函数)
   • 结果流：一个包含所有转换后元素 R 的流 Stream<R>。
   • ​​特点：​​ 输入一个元素，输出一个元素。输入流中有 N 个元素，输出流中也有 N 个元素（类型可能变了）。

2. ​​flatMap 操作：​​

   • 作用：将一个流中的每个元素​​转换​​为​​零个、一个或多个新元素组成的流​​，然后将所有这些生成的流​​“扁平化”​​ 连接成一个单一的流。
   • 输入：一个元素 T
   • 输出：一个流 Stream<R> (通过你提供的 Function<T, Stream<R>> 函数)
   • 结果流：将每个输入元素 T 产生的 Stream<R> 中的所有元素​​连接（展平）​​ 起来形成的最终 Stream<R>。
   • ​​特点：​​
     • 输入一个元素，输出一个​​流​​（包含零个、一个或多个元素）。
     • 然后将所有输出的流“拍扁”，合并成一个单一的流。
     • 输入流中有 N 个元素，输出流中的元素个数可以是 0 到 M（M 是所有生成的流中元素的总和）。元素类型通常也会改变。

​​为什么叫 “flatMap”？​​

• ​​Map：​​ 因为它像 map 一样，对每个元素应用一个转换函数。
• ​​Flat：​​ 因为它将转换后产生的​​嵌套结构（流中的流）​​ “展平”（flatten）成一个单一的流。

​​核心函数式接口：​​

• map 使用 Function<T, R>： R apply(T t)
• flatMap 使用 Function<T, Stream<R>>： Stream<R> apply(T t) — ​​注意返回值必须是 Stream！​​

​​常见使用场景：​​

1. ​​展平嵌套集合：​​ 这是最经典的用法。

   List<List<String>> nestedList = Arrays.asList(Arrays.asList("a", "b", "c"),Arrays.asList("d", "e"),Arrays.asList("f", "g", "h")
   );// 使用 map: 得到一个包含3个流的流 (Stream<Stream<String>>)
   Stream<Stream<String>> streamOfStreams = nestedList.stream().map(list -> list.stream());// 使用 flatMap: 得到一个包含所有字符串的单一流 (Stream<String>)
   Stream<String> flatStream = nestedList.stream().flatMap(list -> list.stream());List<String> flattenedList = flatStream.collect(Collectors.toList());
   // flattenedList 结果为: ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h"]

2. 处理可能产生多个结果的元素：​​ 例如，一个字符串数组，你想把每个字符串按空格分割成单词。
   

   List<String> lines = Arrays.asList("Hello world", "Java 8 Streams", "flatMap example");// 使用 map + split: 得到一个包含字符串数组的流 (Stream<String[]>)
   Stream<String[]> streamOfArrays = lines.stream().map(line -> line.split(" "));// 使用 flatMap + Arrays.stream(): 得到一个包含所有单词的单一流 (Stream<String>)
   Stream<String> wordsStream = lines.stream().flatMap(line -> Arrays.stream(line.split(" ")));List<String> words = wordsStream.collect(Collectors.toList());
   // words 结果为: ["Hello", "world", "Java", "8", "Streams", "flatMap", "example"]

总结 flatMap：​​

• ​​目的：​​ 处理那些一个输入元素会映射到​​多个输出元素​​（或者需要表示为流）的场景，并将这些输出​​平滑地合并​​到最终的结果流中。
• ​​关键：​​ 你提供给 flatMap 的函数 (Function<T, Stream<R>>) ​​必须返回一个 Stream 对象​​。
• ​​结果：​​ 将输入流中每个元素产生的所有 Stream<R> 的内容连接起来，形成一个单一的、连续的 Stream<R>。
• ​​效果：​​ “展平”嵌套结构或一对多映射。

简单来说，当你遇到类似“我有一个列表，里面的每个元素本身又是一个列表（或其他集合），我想把它们合并成一个大列表”或者“我有一个流，每个元素处理后会得到一组结果，我想把这些结果都收集到一个流里”的情况时，flatMap 就是你的好帮手。