详细分析Java中Stream流和for循环的差异之处

news2025/1/8 5:20:47

前言

事情起因是遍历大数据的时候，数据卡顿很严重

对于Java的基本知识推荐阅读：java框架零基础从入门到精通的学习路线附开源项目面经等（超全）

1. 基本知识

在Java中，Stream API提供了一种功能强大且灵活的方式来处理集合数据

与传统的for循环相比，Stream API具有许多优势，但也存在一些差异和限制

一、Stream遍历

优势：

函数式编程：Stream API提供了丰富的函数式编程操作，如map、filter、reduce等，可以更加清晰和简洁地表达数据处理逻辑
并行处理：Stream API支持并行处理，可以自动利用多核处理器的优势，加速数据处理过程
延迟执行：Stream操作可以延迟执行，只有在终止操作调用时才会实际执行，这有助于提高性能和资源利用率

劣势：

学习曲线：相对于传统的for循环，Stream API需要一定的学习曲线，特别是对于初学者来说
性能开销：在一些简单的情况下，使用Stream API可能会引入一些性能开销，特别是对于小规模数据集

应用场合：

数据集合操作：对集合进行过滤、转换、排序等操作时，Stream API可以提供简洁的解决方案。
大规模数据处理：对于大规模数据集合，尤其是需要并行处理的场景，Stream API可以发挥其优势。

二、For循环遍历

优势：

简单直观：for循环是一种传统的迭代方式，简单直观，易于理解和掌握
性能较好：在一些简单的场景下，for循环可能具有更好的性能，尤其是对于小规模数据集合

劣势：

可读性较差：相比于Stream API，使用for循环可能需要更多的代码量，并且代码结构可能相对复杂，可读性较差
并行处理困难：对于需要并行处理的场景，使用传统的for循环可能需要自行管理线程池等复杂逻辑

通过以上的差异之处，主要就是代码美观度以及数据量的大小来选择

影响数据量大小的因素

无论是使用Stream API还是传统的for循环，其性能在很大程度上取决于数据集合的大小
一般而言，对于小规模数据集合，两者的性能差异可能不明显，但随着数据量的增加，Stream API的优势会更加显著，尤其是在并行处理大规模数据集合时，但这个不是很绝对！！！

一切优化一定要结合自身的数据量以及对数据量的操作难易，在做出选择哪个进行迭代
一切优化一定要结合自身的数据量以及对数据量的操作难易，在做出选择哪个进行迭代
一切优化一定要结合自身的数据量以及对数据量的操作难易，在做出选择哪个进行迭代

2. Demo

基本知识Demo回顾：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

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

        // 使用Stream API计算偶数的平方和
        int sumOfEvenSquaresStream = numbers.stream()
                .filter(n -> n % 2 == 0)
                .mapToInt(n -> n * n)
                .sum();
        System.out.println("Sum of squares of even numbers using Stream: " + sumOfEvenSquaresStream);

        // 使用传统的for循环计算偶数的平方和
        int sumOfEvenSquaresForLoop = 0;
        for (int number : numbers) {
            if (number % 2 == 0) {
                sumOfEvenSquaresForLoop += number * number;
            }
        }
        System.out.println("Sum of squares of even numbers using for loop: " + sumOfEvenSquaresForLoop);
    }
}

以上Demo并非是比较差异，只是回顾总结，毕竟实战场合不一样，重点还是要结合自身，判断其数据迭代的快慢

观测迭代时间变化的Demo：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个包含大量数据的List
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
            numbers.add(i);
        }

        // 使用Stream API进行遍历和计时
        long startTimeStream = System.currentTimeMillis();
        numbers.stream().forEach(number -> {
            // 在这里可以执行一些操作
        });
        long endTimeStream = System.currentTimeMillis();
        long elapsedTimeStream = endTimeStream - startTimeStream;
        System.out.println("Time taken with Stream API: " + elapsedTimeStream + " milliseconds");

        // 使用传统的for循环进行遍历和计时
        long startTimeForLoop = System.currentTimeMillis();
        for (int number : numbers) {
            // 在这里可以执行一些操作
        }
        long endTimeForLoop = System.currentTimeMillis();
        long elapsedTimeForLoop = endTimeForLoop - startTimeForLoop;
        System.out.println("Time taken with for loop: " + elapsedTimeForLoop + " milliseconds");
    }
}