1 基础介绍
Stream API是Java 8中最重要的新特性之一，它是处理集合和数组的一种新方式。它提供了一种简单、灵活和可读的方式来处理集合和数组中的元素，从而使代码更加简洁、高效和易于维护。
Stream API的核心是Stream接口，它表示一组元素的序列，可以按需进行计算。Stream接口提供了大量的中间操作和终端操作，可以用于过滤、映射、排序、聚合等各种操作。
1.1 原理介绍
Stream API 的实现原理是基于两个核心概念：流和操作。
1.1.1 流
流（Stream）是一个数据序列，它可以由一个或多个操作组成。
流的操作可以分为两类：
- 中间操作
- 终端操作
中间操作：是指对流进行处理但不产生最终结果的操作，
终端操作：是指对流进行处理并返回最终结果的操作。
1.1.2 操作
操作（Operation）是对流进行处理的方法，操作可以分为中间操作和终端操作。
Stream API 提供了多种中间操作方法和终端操作方法，常用的中间操作方法包括 filter、map、sorted、distinct、limit 等，
常用的终端操作方法包括 forEach、collect、reduce 等。这些方法可以组合使用，构成一个操作链，最终返回一个最终结果。
操作链的执行是惰性求值的，即只有在需要计算结果时才进行计算。这种方式可以避免不必要的计算，并提高代码的执行效率。
综上所述，Stream API 的实现原理是基于流和操作两个核心概念，它提供了一种简单、灵活、可读性极高的方式来处理集合和数组中的元素，使得代码更加简洁、高效和易于维护。
1.2 语法介绍
tream API 的语法基于一组接口和操作符，其中最常用的是 Stream 接口和它的中间操作方法和终端操作方法。以下是 Stream API 的基本语法。
1.2.1 创建 Stream 对象
可以通过集合、数组、IO 流、生成器等多种方式来创建 Stream 对象。
其中最常用的方式是通过集合创建 Stream 对象，例如：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); Stream<Integer> stream = numbers.stream();
1.2.2 中间操作方法
Stream 对象提供了多种中间操作方法，可以对 Stream 对象进行过滤、映射、排序、去重、限制等操作，常用方法包括：
- filter(Predicate predicate)：根据条件过滤 Stream 对象中的元素。
- map(Function mapper)：将 Stream 对象中的元素映射到新的值。
- sorted(Comparator comparator)：对 Stream 对象中的元素进行排序。
- distinct()：去重 Stream 对象中的元素。
- limit(long maxSize)：限制 Stream 对象中元素的数量。
例如：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); List<Integer> evenNumbers = numbers.stream() .filter(n -> n % 2 == 0) .sorted() .limit(2) .collect(Collectors.toList());
这里，首先使用 filter() 方法过滤出所有偶数，然后使用 sorted() 方法将它们排序，使用 limit() 方法限制数量，最后使用 collect() 方法将它们收集到一个列表中。
1.2.3 终端操作方法
Stream 对象提供了多种终端操作方法，可以将 Stream 对象转换为集合、数组、Map 对象，或者进行聚合操作，常用方法包括：
- collect(Collector collector)：将 Stream 对象中的元素收集到集合、数组、Map 对象等中。
- reduce(T identity, BinaryOperator accumulator)：对 Stream 对象中的元素进行聚合操作。
- forEach(Consumer action)：对 Stream 对象中的元素进行遍历操作。
例如：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); int sum = numbers.stream() .reduce(0, (a, b) -> a + b);
这里，使用 reduce() 方法对 Stream 对象中的所有元素进行求和操作。
综上所述，Stream API 的语法非常简单、直观，并且非常灵活，可以用于各种不同的编程任务，使得代码更加简洁、高效和易于维护。
1.3 优缺点
Stream API 它基于函数式编程思想，提供了一种简单、灵活、可读性极高的方式来处理集合和数组中的元素。
Stream API 的特点和优点包括：
- 简洁、高效、易于维护：Stream API 的方法链式调用，可以使代码更加简洁、易于阅读和维护。
- 支持并行处理：Stream API 支持对集合和数组中的元素进行并行处理，提高了处理效率。
- 支持惰性求值：Stream API 的操作是惰性求值的，只有在需要计算结果时才进行计算，避免了不必要的计算。
- 支持多种数据源：Stream API 可以处理多种不同类型的数据源，例如集合、数组、IO 流、生成器等。
- 支持多种操作：Stream API 提供了多种中间操作方法和终端操作方法，可以对数据进行过滤、映射、排序、去重、聚合等操作。
- 提高代码可读性：Stream API 的方法名和参数都非常直观，可以使代码更加可读性高。
- 可以组合使用：Stream API 的操作可以组合使用，构成一个操作链，最终返回一个最终结果。
不过，Stream API 也有一些缺点，例如学习成本较高、性能问题、代码可读性问题等。因此，在使用 Stream API 时需要根据实际情况进行选择。
2 使用示例
以下是一些常见的Stream API的用例：
- 过滤
- 映射
- 排序
- 聚合
2.1 过滤
使用filter()方法根据指定的条件过滤集合中的元素。例如，以下代码过滤出一个整数列表中的所有偶数：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6); List<Integer> evenNumbers = numbers.stream() .filter(n -> n % 2 == 0) .collect(Collectors.toList());
2.2 映射
使用map()方法将集合中的元素映射到新的值。例如，以下代码将一个字符串列表中的每个字符串转换为大写：
List<String> strings = Arrays.asList("hello", "world"); List<String> upperCaseStrings = strings.stream() .map(String::toUpperCase) .collect(Collectors.toList());
2.3 排序
使用sorted()方法根据指定的排序方式对集合中的元素进行排序。例如，以下代码将一个整数列表按照从小到大的顺序排序：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5); List<Integer> sortedNumbers = numbers.stream() .sorted() .collect(Collectors.toList());
2.4 聚合
使用reduce()方法对集合中的元素进行聚合操作。例如，以下代码计算一个整数列表中的所有元素的总和：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5); int sum = numbers.stream() .reduce(0, (a, b) -> a + b);
Stream API还支持并行处理集合和数组中的元素，从而提高了处理效率。可以使用parallelStream()方法将一个集合或数组转换为一个并行流，使得处理过程可以在多个线程上并行执行。
3 总结
Stream API是Java 8中最重要的新特性之一，它提供了一种简单、灵活和可读的方式来处理集合和数组中的元素，使得代码更加简洁、高效和易于维护。
