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Java Stream流從入門到精通(最新整理)

更新時間：2025年09月08日 15:47:52 作者：六七_(dá)Shmily

Java Stream 是一個來自 java.util.stream 包的抽象概念,它允許你以聲明方式處理數(shù)據(jù)集合（例如 List、Set 等）,本文給大家介紹Java Stream流從入門到精通,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

一、Stream是做什么的？—— “流水線”的比喻

你可以把Stream想象成一條工廠里的流水線。

數(shù)據(jù)源（集合、數(shù)組等）：就像是待加工的原材料，被放在流水線的開頭。
零個或多個“中間操作” (Intermediate operations)：就像是流水線上的一道道加工工序，比如篩選、轉(zhuǎn)換、排序等。這些工序不會立刻執(zhí)行，只是被定義出來。
一個“終結(jié)操作” (Terminal operation)：就像是流水線的最后一道工序，比如打包、裝箱。只有到了這一步，整個流水線才會被啟動，所有原材料才會依次經(jīng)過各個加工工序，最終產(chǎn)生結(jié)果。

Stream的核心思想是：你只需告訴它“做什么”（What），而不是“怎么做”（How）。

傳統(tǒng)循環(huán)（命令式）：你寫一個for循環(huán)，自己處理迭代、定義臨時變量、寫if條件判斷。你是在指導(dǎo)計算機每一步該怎么執(zhí)行。
Stream流（聲明式）：你直接說“幫我過濾出大于5的數(shù)，然后轉(zhuǎn)換成字符串，最后排序并收集到一個列表里”。你只關(guān)心結(jié)果，而不關(guān)心內(nèi)部是如何遍歷和處理的。

舉個例子：有一個數(shù)字列表，找出所有偶數(shù)，然后求它們的平方，最后收集到一個新列表里。

傳統(tǒng)方式（命令式）：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
List<Integer> evenSquares = new ArrayList<>();
for (Integer number : numbers) {
    if (number % 2 == 0) {         // 自己寫if判斷
        int square = number * number; // 自己計算平方
        evenSquares.add(square);    // 自己添加到新集合
    }
}

Stream方式（聲明式）：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
List<Integer> evenSquares = numbers.stream() // 1. 獲取流
        .filter(n -> n % 2 == 0)           // 2. “工序”一：過濾偶數(shù)
        .map(n -> n * n)                   // 3. “工序”二：映射為平方
        .collect(Collectors.toList());     // 4. “啟動”流水線：收集結(jié)果

你看，Stream的代碼更簡潔、更易讀，它的每一步操作都像在描述業(yè)務(wù)邏輯本身。

二、是任何類型都可以使用Stream嗎？

不是任何類型本身都能用，但任何類型的【集合】或【數(shù)組】幾乎都可以轉(zhuǎn)換成Stream來處理。

Stream流本身是一個通用工具，但它不能直接作用于單個對象（比如你有一個String name = "Alice"，你不能name.stream()）。它的操作對象是數(shù)據(jù)序列。

數(shù)據(jù)源主要來自以下幾個方面：

從集合（Collection）來（最常見）：

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> streamFromList = list.stream();
Set<Integer> set = new HashSet<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
Stream<Integer> streamFromSet = set.stream();

所有Collection的實現(xiàn)類（List, Set, Queue等）都有.stream()方法。

從數(shù)組來：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
IntStream streamFromArray = Arrays.stream(numbers); // 注意是IntStream

使用Arrays.stream(array)靜態(tài)方法。

使用Stream類的靜態(tài)方法：

Stream<String> streamOfValues = Stream.of("Java", "Python", "C++");
// 創(chuàng)建一個無限的奇數(shù)流：1, 3, 5, 7...
Stream<Integer> infiniteStream = Stream.iterate(1, n -> n + 2);

Stream.of(T... values): 直接用值創(chuàng)建流。

Stream.iterate() 和 Stream.generate(): 創(chuàng)建無限流。

從文件等I/O資源來（比如Files.lines()）：

try (Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("file.txt"))) {
    lines.forEach(System.out::println);
}

特別注意：基本類型

直接操作基本類型（int, long, double）為了避免裝箱拆箱的性能損耗，Java提供了特化的流：IntStream, LongStream, DoubleStream。

它們有額外的方法，如sum(), average(), range()等。

所以，結(jié)論是：你需要有一個數(shù)據(jù)序列（通常是集合或數(shù)組），然后就可以把它變成Stream來使用。

三、Stream的操作分類：中間操作 vs. 終結(jié)操作

這是理解Stream執(zhí)行機制的關(guān)鍵。Stream的操作分為兩大類：

類型	特點	常見方法	返回值
中間操作	懶惰的 (Lazy)	`filter()`, `map()`, `sorted()`, `distinct()`, `limit()`	返回一個新的Stream
	不會立即執(zhí)行，只是被記錄下來	`flatMap()`, `peek()`
終結(jié)操作	積極的 (Eager)	`collect()`, `forEach()`, `count()`	返回一個非Stream的結(jié)果
	會觸發(fā)整個流水線的實際執(zhí)行	`findFirst()`, `anyMatch()`, `reduce()`, `min()/max()`	（如void, List, Optional, int等）

執(zhí)行原理：只有在調(diào)用終結(jié)操作時，所有中間操作才會組合成一個“流水線方案”，然后數(shù)據(jù)源中的元素會逐個地依次通過整個流水線。這種處理方式稱為“循環(huán)融合”，效率很高，因為它只需要遍歷一次集合。

四、常用的Stream操作（“加工工序”）

filter(Predicate<? super T> predicate) - 過濾
- 保留滿足條件的元素。Predicate是一個返回boolean的函數(shù)。
- .filter(s -> s.length() > 3) // 保留長度大于3的字符串
map(Function<? super T, ? extends R> mapper) - 映射/轉(zhuǎn)換
- 將元素轉(zhuǎn)換成另一種形式。Function是一個轉(zhuǎn)換函數(shù)。
- .map(String::toUpperCase) // 將每個字符串轉(zhuǎn)為大寫
- .map(n -> n * 2) // 將每個數(shù)字乘以2
sorted() / sorted(Comparator<? super T> comparator) - 排序
distinct() - 去重
limit(long maxSize) - 限制數(shù)量
collect(Collector<? super T, A, R> collector) - 收集（最常用的終結(jié)操作）
- 將流中的元素收集到各種不同的容器中（如List, Set, Map）。
- .collect(Collectors.toList())
- .collect(Collectors.toSet())
- .collect(Collectors.joining(", ")) // 連接成字符串
- .collect(Collectors.groupingBy(User::getDepartment)) // 按部門分組