Java函数：使用StreamAPI和函数式编程实现集合操作

StreamAPI和函数式编程是Java 8中重要的新增特性，可实现更优雅的集合操作。在这篇文章中，我们将重点介绍如何使用StreamAPI和函数式编程实现集合操作。

StreamAPI是Java 8中新增的API，它提供了一种流式处理集合的方式。Stream对象是一个可以进行各种数据处理操作的序列，数据源可以是集合、数组、I/O通道等，其最大优点是可以进行多次处理而不会修改源数据。Stream对象的优势主要体现在三个方面：首先，它可以通过一系列的中间操作，实现对原始数据的筛选、映射、排序等操作；其次，它会不断延迟执行，直到执行终端操作，这样就可以进行延迟处理，提升了执行效率；最后，StreamAPI支持并行处理，能够更充分利用多核硬件的特点，提高计算速度。

函数式编程是一种以函数为基础的编程范式，它强调函数的纯净性（即没有副作用）、不可变性和透明性（即相同的输入永远得到相同的输出）。Java 8引入的lambda表达式、函数式接口等特性，让Java语言也变成了一种支持函数式编程的语言。函数式编程的好处是可以减少可变状态，让程序更易读、易于维护。

下面我们通过一个简单的范例，演示如何使用StreamAPI和函数式编程实现集合操作。

范例背景：给定一组整数列表，要求：找到其中大于100的数字，排除重复的数字，按从小到大的顺序输出。

使用传统方式实现：

public static void main(String[] args) {
    List<List<Integer>> list = Arrays.asList(
            Arrays.asList(1, 2, 3, 100, 101),
            Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 100),
            Arrays.asList(8, 9, 10, 101, 102));

    Set<Integer> result = new HashSet<>();
    for (List<Integer> innerList : list) {
        for (Integer num : innerList) {
            if (num > 100) {
                result.add(num);
            }
        }
    }

    List<Integer> finalResult = new ArrayList<>(result);
    Collections.sort(finalResult);
    System.out.println(finalResult);
}

使用StreamAPI和函数式编程实现：

public static void main(String[] args) {
    List<List<Integer>> list = Arrays.asList(
            Arrays.asList(1, 2, 3, 100, 101),
            Arrays.asList(4, 5, 6, 7, 100),
            Arrays.asList(8, 9, 10, 101, 102));

    List<Integer> result = list.stream()
            .flatMap(Collection::stream)
            .filter(num -> num > 100)
            .distinct()
            .sorted()
            .collect(Collectors.toList());

    System.out.println(result);
}

这段代码的实现过程和思路如下：

1. 使用stream()将列表转化为一个Stream对象

2. flatMap()方法将每个内部集合中的元素都变成一些列流，并将这些流合并成一个流

3. filter()方法保留所有大于100的元素

4. distinct()方法去重

5. sorted()方法排序

6. collect()方法将处理后的Stream对象转回到List<Integer>对象中

相较于传统方式，StreamAPI和函数式编程的实现方式更为简洁清晰。该代码操作流程也是十分清晰的，将多个操作方法串联起来，每个方法都是对上一个方法执行的结果进行处理，最后得到我们想要的结果。而且使用StreamAPI和函数式编程能够提高代码的可读性和可维护性，因此在实际应用中，我们可以优先考虑使用它们来进行数据处理。