Stream 是 Java 8 引入的一个强大的功能，用于处理集合（Collection）或数组中的数据。它提供了一种声明式的编程方式，可以极大地简化对数据的操作，例如过滤、排序、映射和聚合等。

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1. 什么是 Stream 流？

• 定义：Stream 是一个来自数据源（如集合、数组等）的元素序列，支持顺序和并行操作。
• 特点：
  • 惰性求值（Lazy Evaluation）：Stream 的中间操作不会立即执行，只有在终端操作触发时才会真正执行。
  • 不可变性：Stream 操作不会修改原始数据源，而是生成新的流或结果。
  • 链式调用：多个操作可以通过链式调用的方式组合在一起。

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2. Stream 的工作流程

使用 Stream 流通常分为以下三个步骤：

1. 创建流：从数据源（如集合、数组）创建一个 Stream。
2. 中间操作：对流中的数据进行一系列操作（如过滤、映射、排序等），返回一个新的流。
3. 终端操作：触发流的执行，并生成最终结果（如收集到集合、计算总数等）。

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3. 创建 Stream

可以通过多种方式创建 Stream：

（1）从集合创建

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C");
Stream<String> stream = list.stream(); // 创建串行流
Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); // 创建并行流

（2）从数组创建

String[] array = {"A", "B", "C"};
Stream<String> stream = Arrays.stream(array);

（3）使用静态方法

// 创建一个包含指定元素的流
Stream<String> stream = Stream.of("A", "B", "C");// 创建一个空流
Stream<String> emptyStream = Stream.empty();

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4. 中间操作

中间操作是对流中的数据进行处理，返回一个新的流。常见的中间操作包括：

（1）过滤（filter）

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 过滤出偶数
Stream<Integer> filteredStream = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0);

（2）映射（map）

List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");// 将每个单词转换为大写
Stream<String> upperCaseStream = words.stream().map(String::toUpperCase);

（3）排序（sorted）

List<Integer> numbers = Arrays.asList(5, 3, 8, 1);// 升序排序
Stream<Integer> sortedStream = numbers.stream().sorted();// 自定义排序规则
Stream<Integer> customSortedStream = numbers.stream().sorted(Comparator.reverseOrder());

（4）去重（distinct）

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 2, 3, 4, 4);// 去重后的流
Stream<Integer> distinctStream = numbers.stream().distinct();

（5）限制和跳过（limit 和 skip）

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 取前 3 个元素
Stream<Integer> limitedStream = numbers.stream().limit(3);// 跳过前 2 个元素
Stream<Integer> skippedStream = numbers.stream().skip(2);

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5. 终端操作

终端操作会触发流的执行，并生成最终结果。常见的终端操作包括：

（1）收集结果（collect）

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 收集为 List
List<Integer> result = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toList());// 收集为 Set
Set<Integer> resultSet = numbers.stream().filter(n -> n % 2 == 0).collect(Collectors.toSet());

（2）统计信息（count、min、max 等）

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 统计元素个数
long count = numbers.stream().count();// 查找最大值
Optional<Integer> max = numbers.stream().max(Integer::compareTo);// 查找最小值
Optional<Integer> min = numbers.stream().min(Integer::compareTo);

（3）遍历（forEach）

List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "cherry");// 打印每个单词
words.stream().forEach(System.out::println);

（4）判断条件（anyMatch、allMatch、noneMatch）

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 是否存在偶数
boolean hasEven = numbers.stream().anyMatch(n -> n % 2 == 0);// 是否所有元素都是偶数
boolean allEven = numbers.stream().allMatch(n -> n % 2 == 0);// 是否没有偶数
boolean noEven = numbers.stream().noneMatch(n -> n % 2 == 0);

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6. 并行流

Java 8 提供了并行流（Parallel Stream），可以利用多核 CPU 并行处理数据：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);// 使用并行流计算总和
int sum = numbers.parallelStream().mapToInt(Integer::intValue).sum();

• 优点：对于大数据量的操作，可以显著提高性能。
• 缺点：并行流可能会引入线程安全问题，且不一定总是比串行流快。

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7. Stream 的注意事项

• 一次性消费：Stream 流只能被消费一次，再次使用需要重新创建。
• 避免副作用：尽量避免在 Stream 操作中修改外部状态，保持函数式编程的纯函数特性。
• 性能优化：合理选择中间操作和终端操作，避免不必要的复杂操作。

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8. 总结

Stream 是 Java 8 中非常重要的特性，能够极大地简化集合操作。它的主要优势包括：

• 简洁性：通过链式调用实现复杂的操作逻辑。
• 可读性：代码更加直观，易于理解。
• 高效性：支持并行流，充分利用多核 CPU 性能。

如果你需要处理集合或数组中的数据，推荐优先考虑使用 Stream 流来实现