Java集合类函数式编程：Stream API的使用

在Java 8中，引入了Stream API，它可以在集合（List、Set、Map等）上进行函数式编程，提供了一种新的、更便捷的集合操作方式。Stream API将集合的元素看作是一系列数据流，通过一系列操作，可以对数据流进行筛选、转换、聚合等操作，大大减少了代码的复杂度。

Stream API的使用：

1. 创建流

Stream API提供了三种方式创建流：

1）通过集合类的stream()和parallelStream()方法创建。

List<String> list = Arrays.asList("hello", "world");

Stream<String> stream = list.stream(); // 串行流

Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); // 并行流

2）通过Stream类提供的of()方法创建。

Stream<String> stream = Stream.of("hello", "world");

3）通过Stream类提供的generate()和iterate()方法创建。

Stream<Double> stream1 = Stream.generate(Math::random);

stream1.limit(5).forEach(System.out::println); // 打印5个随机数

Stream<Integer> stream2 = Stream.iterate(0, n -> n + 2);

stream2.limit(5).forEach(System.out::println); // 打印0，2，4，6，8

2. 中间操作

Stream API提供了很多中间操作，可以对数据流进行筛选、转换、聚合等操作。例如：filter()、map()、distinct()、sorted()、limit()、skip()等等。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

Stream<Integer> stream = list.stream();

stream.filter(i -> i > 3) // 过滤大于3的数

      .map(i -> i * 2) // 每个数乘以2

      .distinct() // 去重

      .sorted() // 排序

      .limit(2) // 取前两个

      .forEach(System.out::println); // 打印结果为8，10

3. 终止操作

Stream API提供了很多终止操作，可以对数据流进行聚合、收集、遍历等操作。例如：count()、reduce()、collect()、forEach()等等。

List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);

Stream<Integer> stream = list.stream();

long count = stream.count(); // 计算元素个数

int sum = list.stream().reduce(0, Integer::sum); // 求和

List<Integer> evenList = list.stream().filter(i -> i % 2 == 0).collect(Collectors.toList()); // 收集偶数元素

list.forEach(System.out::println); // 遍历并打印每个元素

Stream API的优点：

1. 简洁易懂：使用Stream API可以以一种流畅的方式进行集合操作，代码更加简洁易懂，提高了代码可读性和可维护性。

2. 节省时间：使用Stream API可以显著地减少代码量，同时也可以节省开发时间。

3. 提高效率：Stream API本身就是一个并行处理的框架，可以充分利用多核CPU的性能，提高程序的执行效率。

4. 更加灵活：Stream API提供了大量中间操作和终止操作，可以实现各种复杂的数据处理需求，更加灵活。

5. 更加安全：Stream API可以避免空指针异常等多种异常情况，提高了程序的安全性。

综上所述，Stream API是一个非常强大、灵活、安全、高效的集合操作框架，值得开发者深入学习和使用。