跟我学java|Stream流式编程——Stream 的终端操作

orEach 和 peek

forEach和peek都是Stream API中用于遍历流中元素的操作方法，它们在处理流的过程中提供了不同的功能和使用场景。

1. forEach：forEach是一个终端操作方法，它接受一个Consumer函数作为参数，对流中的每个元素执行该函数。它没有返回值，因此无法将操作结果传递给后续操作。forEach会遍历整个流，对每个元素执行相同的操作。

示例代码：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
names.stream()
     .forEach(System.out::println);

这个示例中，我们创建了一个包含字符串的List，并通过stream()方法将其转换为流。然后使用forEach方法遍历输出每个元素的值。

1. peek：peek是一个中间操作方法，它接受一个Consumer函数作为参数，对流中的每个元素执行该函数。与forEach不同的是，peek方法会返回一个新的流，该流中的元素和原始流中的元素相同。

示例代码：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
List<String> upperCaseNames = names.stream()
                                   .map(String::toUpperCase)
                                   .peek(System.out::println)
                                   .collect(Collectors.toList());

在这个示例中，我们首先将List转换为流，并通过map方法将每个元素转换为大写字母。然后使用peek方法在转换之前输出每个元素的值。最后通过collect方法将元素收集到一个新的List中。

需要注意的是，无论是forEach还是peek，它们都是用于在流的处理过程中执行操作。区别在于forEach是终端操作，不返回任何结果，而peek是中间操作，可以和其他操作方法进行组合和链式调用。

根据使用场景和需求，选择使用forEach或peek来遍历流中的元素。如果只是需要遍历输出元素，不需要操作结果，则使用forEach。如果需要在遍历过程中执行一些其他操作，并将元素传递给后续操作，则使用peek。

聚合操作（reduce 和 collect）

reduce和collect都是Stream API中用于聚合操作的方法，它们可以将流中的元素进行汇总、计算和收集。

1. reduce：reduce是一个终端操作方法，它接受一个BinaryOperator函数作为参数，对流中的元素逐个进行合并操作，最终得到一个结果。该方法会将流中的第一个元素作为初始值，然后将初始值与下一个元素传递给BinaryOperator函数进行计算，得到的结果再与下一个元素进行计算，以此类推，直到遍历完所有元素。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> sum = numbers.stream()
                               .reduce((a, b) -> a + b);
sum.ifPresent(System.out::println); // 输出结果: 15

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的List，并通过stream()方法将其转换为流。然后使用reduce方法对流中的元素进行求和操作，将每个元素依次相加，得到结果15。

1. collect：collect是一个终端操作方法，它接受一个Collector接口的实现作为参数，对流中的元素进行收集和汇总的操作。Collector接口定义了一系列用于聚合操作的方法，例如收集元素到List、Set、Map等容器中，或进行字符串连接、分组、计数等操作。

示例代码：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
String joinedNames = names.stream()
                          .collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(joinedNames); // 输出结果: Alice, Bob, Charlie

在这个示例中，我们创建了一个包含字符串的List，并通过stream()方法将其转换为流。然后使用collect方法将流中的元素连接成一个字符串，每个元素之间使用逗号和空格分隔。

需要注意的是，reduce和collect都是终端操作，它们都会触发流的遍历和处理。不同的是，reduce方法用于对流中的元素进行累积计算，得到一个最终结果；而collect方法用于对流中的元素进行收集和汇总，得到一个容器或其他自定义的结果。

在选择使用reduce还是collect时，可以根据具体需求和操作类型来决定。如果需要对流中的元素进行某种计算和合并操作，得到一个结果，则使用reduce。如果需要将流中的元素收集到一个容器中，进行汇总、分组、计数等操作，则使用collect。

匹配操作（allMatch、anyMatch 和 noneMatch）

在 Stream API 中，allMatch、anyMatch 和 noneMatch 是用于进行匹配操作的方法，它们可以用来检查流中的元素是否满足特定的条件。

1. allMatch：allMatch 方法用于判断流中的所有元素是否都满足给定的条件。当流中的所有元素都满足条件时，返回 true；如果存在一个元素不满足条件，则返回 false。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
boolean allEven = numbers.stream()
                         .allMatch(n -> n % 2 == 0);
System.out.println(allEven); // 输出结果: false

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 allMatch 方法判断流中的元素是否都是偶数。由于列表中存在奇数，所以返回 false。

1. anyMatch：anyMatch 方法用于判断流中是否存在至少一个元素满足给定的条件。当流中至少有一个元素满足条件时，返回 true；如果没有元素满足条件，则返回 false。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
boolean hasEven = numbers.stream()
                         .anyMatch(n -> n % 2 == 0);
System.out.println(hasEven); // 输出结果: true

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 anyMatch 方法判断流中是否存在偶数。由于列表中存在偶数，所以返回 true。

1. noneMatch：noneMatch 方法用于判断流中的所有元素是否都不满足给定的条件。当流中没有元素满足条件时，返回 true；如果存在一个元素满足条件，则返回 false。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
boolean noneNegative = numbers.stream()
                             .noneMatch(n -> n < 0);
System.out.println(noneNegative); // 输出结果: true

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 noneMatch 方法判断流中的元素是否都是非负数。由于列表中的元素都是非负数，所以返回 true。

需要注意的是，allMatch、anyMatch 和 noneMatch 都是终端操作，它们会遍历流中的元素直到满足条件或处理完所有元素。在性能上，allMatch 和 noneMatch 在第一个不匹配的元素处可以立即返回结果，而 anyMatch 在找到第一个匹配的元素时就可以返回结果。

查找操作（findFirst 和 findAny）

在 Stream API 中，findFirst 和 findAny 是用于查找操作的方法，它们可以用来从流中获取满足特定条件的元素。

1. findFirst：findFirst 方法用于返回流中的第一个元素。它返回一个 Optional 对象，如果流为空，则返回一个空的 Optional；如果流非空，则返回流中的第一个元素的 Optional。

示例代码：

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
Optional<String> first = names.stream()
                              .findFirst();
first.ifPresent(System.out::println); // 输出结果: Alice

在这个示例中，我们创建了一个包含字符串的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 findFirst 方法获取流中的第一个元素，并使用 ifPresent 方法判断 Optional 是否包含值，并进行相应的处理。

1. findAny：findAny 方法用于返回流中的任意一个元素。它返回一个 Optional 对象，如果流为空，则返回一个空的 Optional；如果流非空，则返回流中的任意一个元素的 Optional。在顺序流中，通常会返回第一个元素；而在并行流中，由于多线程的处理，可能返回不同的元素。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> any = numbers.stream()
                               .filter(n -> n % 2 == 0)
                               .findAny();
any.ifPresent(System.out::println); // 输出结果: 2 或 4（取决于并行处理的结果）

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 filter 方法筛选出偶数，再使用 findAny 方法获取任意一个偶数，最后使用 ifPresent 方法判断 Optional 是否包含值，并进行相应的处理。

需要注意的是，findAny 在并行流中会更有优势，因为在多线程处理时，可以返回最先找到的元素，提高效率。而在顺序流中，findAny 的性能与 findFirst 相当。

统计操作（count、max 和 min）

在 Stream API 中，count、max 和 min 是用于统计操作的方法，它们可以用来获取流中元素的数量、最大值和最小值。

1. count：count 方法用于返回流中元素的数量。它返回一个 long 类型的值，表示流中的元素个数。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
long count = numbers.stream()
                    .count();
System.out.println(count); // 输出结果: 5

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 count 方法获取流中元素的数量，并将结果输出。

1. max：max 方法用于返回流中的最大值。它返回一个 Optional 对象，如果流为空，则返回一个空的 Optional；如果流非空，则返回流中的最大值的 Optional。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> max = numbers.stream()
                               .max(Integer::compareTo);
max.ifPresent(System.out::println); // 输出结果: 5

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 max 方法获取流中的最大值，并使用 ifPresent 方法判断 Optional 是否包含值，并进行相应的处理。

1. min：min 方法用于返回流中的最小值。它返回一个 Optional 对象，如果流为空，则返回一个空的 Optional；如果流非空，则返回流中的最小值的 Optional。

示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
Optional<Integer> min = numbers.stream()
                               .min(Integer::compareTo);
min.ifPresent(System.out::println); // 输出结果: 1

在这个示例中，我们创建了一个包含整数的 List，并通过 stream() 方法将其转换为流。然后使用 min 方法获取流中的最小值，并使用 ifPresent 方法判断 Optional 是否包含值，并进行相应的处理。

这些统计操作方法提供了一种便捷的方式来对流中的元素进行数量、最大值和最小值的计算。通过返回 Optional 对象，可以避免空指针异常。