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Java Stream：从Collection转换为List

简介

在Java编程中，集合（Collection）是用于存储和管理一组对象的数据结构。而Stream API则是Java 8引入的一项强大功能，它允许以一种声明式的方式对数据集合进行操作，提供了更简洁、高效的代码编写方式。将Collection转换为List是日常开发中常见的操作，本文将详细介绍如何使用Java Stream来实现这一转换，并分享一些常见实践和最佳实践。

目录

  1. 基础概念
    • Collection
    • List
    • Stream API
  2. 使用方法
    • 使用 stream() 方法创建Stream
    • 使用 collect() 方法转换为List
  3. 常见实践
    • 过滤元素后转换为List
    • 映射元素后转换为List
  4. 最佳实践
    • 性能优化
    • 代码可读性优化
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

Collection

Collection 是Java集合框架中的根接口，它定义了一组用于操作集合的方法，如添加、删除、查询元素等。常见的实现类有 List、Set 和 Queue 等。

List

List 是 Collection 的子接口，它有序且允许重复元素。常见的实现类有 ArrayList、LinkedList 等。List 提供了基于索引的访问方式，方便对元素进行排序、查找和修改。

Stream API

Stream API是Java 8引入的一种新的处理集合数据的方式。它允许以一种声明式的方式对数据进行过滤、映射、归约等操作，而不需要显式地使用循环。Stream操作分为中间操作和终端操作，中间操作返回一个新的Stream，终端操作返回一个结果或副作用。

使用方法

使用 stream() 方法创建Stream

要将 Collection 转换为 List，首先需要通过 stream() 方法将 Collection 转换为 Stream。例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.stream.Stream;

public class StreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();
        collection.add("apple");
        collection.add("banana");
        collection.add("cherry");

        Stream<String> stream = collection.stream();
    }
}

使用 collect() 方法转换为List

Stream 提供了 collect() 方法，用于将 Stream 中的元素收集到一个 Collection 中。要转换为 List，可以使用 Collectors.toList() 方法。例如：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class StreamToListExample {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();
        collection.add("apple");
        collection.add("banana");
        collection.add("cherry");

        List<String> list = collection.stream()
              .collect(Collectors.toList());

        System.out.println(list);
    }
}

上述代码中，collection.stream() 创建了一个 Stream，然后通过 collect(Collectors.toList()) 将 Stream 中的元素收集到一个 List 中。

常见实践

过滤元素后转换为List

有时候我们需要从 Collection 中过滤出符合条件的元素，并将其转换为 List。例如，过滤出长度大于5的字符串：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class FilterAndToListExample {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();
        collection.add("apple");
        collection.add("banana");
        collection.add("cherry");

        List<String> filteredList = collection.stream()
              .filter(s -> s.length() > 5)
              .collect(Collectors.toList());

        System.out.println(filteredList);
    }
}

映射元素后转换为List

我们还可以对 Collection 中的元素进行映射，然后将映射后的结果转换为 List。例如，将字符串转换为大写：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class MapAndToListExample {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();
        collection.add("apple");
        collection.add("banana");
        collection.add("cherry");

        List<String> mappedList = collection.stream()
              .map(String::toUpperCase)
              .collect(Collectors.toList());

        System.out.println(mappedList);
    }
}

最佳实践

性能优化

  • 避免不必要的中间操作：尽量减少在 Stream 中进行过多的中间操作，以免影响性能。例如，如果只需要获取第一个符合条件的元素，使用 findFirst() 而不是将所有元素收集到 List 中。
  • 使用并行流：对于大数据集，可以考虑使用并行流来提高处理速度。通过 parallelStream() 方法创建并行流，但需要注意并行流可能会带来线程安全问题。
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

public class ParallelStreamExample {
    public static void main(String[] args) {
        Collection<String> collection = new ArrayList<>();
        // 添加大量元素

        List<String> parallelList = collection.parallelStream()
              .filter(s -> s.length() > 5)
              .collect(Collectors.toList());
    }
}

代码可读性优化

  • 使用方法引用：在映射和过滤操作中，尽量使用方法引用代替匿名函数，以提高代码的可读性。例如，map(String::toUpperCase) 比 map(s -> s.toUpperCase()) 更简洁。
  • 合理拆分操作：如果 Stream 操作过于复杂，可以将其拆分为多个步骤，每个步骤使用一个独立的 Stream 操作，这样代码更易于理解和维护。

小结

通过Java Stream将 Collection 转换为 List 提供了一种简洁、高效的方式来处理集合数据。掌握 stream()、collect() 等方法的使用，以及常见实践和最佳实践，能够帮助我们在开发中更优雅地处理集合操作，提高代码的可读性和性能。

参考资料