Java流数据结构详解（零基础掌握Java Stream API与函数式编程）

什么是Java流（Stream）？

Java中的流（Stream）不是数据结构，而是一种用于处理数据序列的抽象概念。它允许你对集合（如List、Set等）进行一系列操作，比如过滤、映射、排序、聚合等，而无需手动编写循环。

流操作分为两类：

• 中间操作（Intermediate Operations）：如 filter()、map()、sorted()，它们返回一个新的流，可以链式调用。
• 终端操作（Terminal Operations）：如 collect()、forEach()、count()，它们会触发流的执行并产生结果或副作用。

创建流的几种方式

你可以从多种数据源创建流：

// 1. 从集合创建流List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");Stream<String> stream1 = names.stream();// 2. 从数组创建流String[] arr = {"Java", "Python", "C++"};Stream<String> stream2 = Arrays.stream(arr);// 3. 使用Stream.of()创建流Stream<Integer> stream3 = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);// 4. 创建无限流（谨慎使用）Stream<Integer> infiniteStream = Stream.iterate(0, n -> n + 2); // 0, 2, 4, 6...

常用流操作示例

下面通过几个实用例子，展示如何使用Java集合流处理完成常见任务。

1. 过滤（filter）

筛选出长度大于4的名字：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "David");List<String> longNames = names.stream()    .filter(name -> name.length() > 4)    .collect(Collectors.toList());System.out.println(longNames); // 输出: [Alice, Charlie]

2. 映射（map）

将所有名字转为大写：

List<String> upperNames = names.stream()    .map(String::toUpperCase)    .collect(Collectors.toList());System.out.println(upperNames); // 输出: [ALICE, BOB, CHARLIE, DAVID]

3. 聚合（reduce / sum）

计算数字列表的总和：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);int sum = numbers.stream()    .reduce(0, Integer::sum);// 或者更简单的方式：int sum2 = numbers.stream().mapToInt(Integer::intValue).sum();System.out.println(sum); // 输出: 15

为什么使用Stream API？

使用Java函数式编程风格的Stream API有以下优势：

• 代码更简洁、易读，逻辑清晰。
• 支持链式调用，避免嵌套循环。
• 天然支持并行处理（parallelStream()），提升大数据集处理性能。
• 减少出错概率，避免手动管理索引和边界。

注意事项

虽然Stream API非常强大，但也需注意：

• 流只能被消费一次，重复使用会抛出异常。
• 中间操作是惰性的，只有遇到终端操作才会真正执行。
• 对于小数据集，并行流可能反而更慢（因线程开销）。

总结

通过本教程，你已经掌握了Java流数据结构的基本概念和常用操作。无论是过滤、映射还是聚合，Stream API都能让你的代码更加优雅高效。建议多动手练习，尝试将传统for循环改写为流操作，逐步适应Java函数式编程的思维方式。

记住：流不是集合，而是对集合的操作管道。善用它，你的Java代码将焕然一新！