Java函数式编程中的Stream API应用

Java 8中引入的Stream API是一种函数式编程的范例。该API可以帮助我们轻松地对集合数据进行流式操作，从而更好地利用CPU和内存资源。在本文中，我们将探讨Java函数式编程中的Stream API应用。

什么是Java Stream API？

Stream是Java 8中的一项新特性，它提供了一种新的方式来处理集合数据。Stream API是一种基于函数式编程风格的API，它允许我们在一组数据中流式操作，而不是像传统方法那样使用迭代器来遍历它们。

Stream API是一种惰性求值的方式，它只有在需要输出最终结果时才执行操作，这样可以减少计算时间和内存占用。

Stream中的常见操作

Stream API中有两种操作：中间操作和终端操作。

中间操作是对Stream对象进行转换和处理的方法，这些方法返回一个新的Stream对象。例如filter()、map()和distinct()等方法。

终端操作是执行最终操作的方法，它们返回一个非Stream的结果，例如collect()、count()和forEach()等方法。

示例1：对集合中的数字进行平方和计算

List<Integer> nums = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);

int sum = nums.stream()

    .map(n -> n * n)

    .reduce(0, Integer::sum);

System.out.println(sum);

输出结果：84

示例2：对字符串数组进行筛选和排序

String[] names = {"Alfredo", "Charlie", "Tina", "Tim", "Bruce"};

List<String> startWithT = Arrays.stream(names)

    .filter(name -> name.startsWith("T"))

    .sorted()

    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(startWithT);

输出结果：[Tina, Tim]

示例3：对集合中的对象进行筛选和计数

List<Person> persons = new ArrayList<>();

persons.add(new Person("John", 30));

persons.add(new Person("Tom", 25));

persons.add(new Person("Peter", 40));

persons.add(new Person("David", 35));

long count = persons.stream()

    .filter(person -> person.getAge() >= 30)

    .count();

System.out.println("Number of persons with age 30 and above: " + count);

输出结果：Number of persons with age 30 and above: 3

以上三个示例展示了Stream API在集合处理中的常见应用。从上面的代码中，我们可以看到Stream API的易用性和优雅性，让我们的代码更加简洁清晰。

Stream API中的并行操作

Stream API还支持并行操作，这意味着在多个线程中同时执行操作，从而加速处理速度。要使用并行操作，只需要在Stream调用时添加parallel()方法即可。

示例4：对集合中的数字进行平方和计算（使用并行操作）

List<Integer> nums = Arrays.asList(3, 2, 2, 3, 7, 3, 5);

int sum = nums.parallelStream()

    .map(n -> n * n)

    .reduce(0, Integer::sum);

System.out.println(sum);

输出结果：84

在这个例子中，我们只需在Stream的头部添加parallel()方法即可实现并行化计算，并发运行数由JVM自动处理。

总结

Stream API是Java 8引入的一项强大的函数式编程工具，它提供了一种优雅的方式处理集合数据。在我们的日常开发工作中，必须熟练掌握Stream API中的常见操作和并行操作，才能更好地发挥函数式编程的优势。