本文已收录于专栏 《Java》

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概念说明

流

  在编程中是一种抽象的概念，就好比“水流”，从一段流向另一端。在程序中所有的数据都是以流的方式进行传输或保存的，程序需要数据的时候要使用输入流读取数据，而当程序需要将一些数据保存起来的时候，就要使用输出流完成。程序中的输入输出都是以流的形式保存的，流中保存的实际上全都是字节文件。

流的分类

根据数据流向的不同，可以分为输入流和输出流。

  输入流：就是把数据（键盘输入、鼠标、扫描仪等等外设设备）读入到内存（程序）中。所有输入流类都是 InputStream 抽象类（字节输入流）和 Reader 抽象类（字符输入流）的子类。

  输出流：输出流就是把内存（程序）中的数据输出到外设或其他地方。所有输出流类都是 OutputStream 抽象类（字节输出流）和 Writer 抽象类（字符输出流）的子类。

根据处理单位的不同，可以分为字节流和字符流。

  字节流：Java中的字节流处理的最基本单位为单个字节，它通常用来处理二进制数据。Java中最基本的两个字节流类是InputStream和OutputStream，它们分别代表了组基本的输入字节流和输出字节流。

  字符流：Java中的字符流处理的最基本的单元是Unicode码元（大小2字节），它通常用来处理文本数据。所谓Unicode码元，也就是一个Unicode代码单元，范围是0x0000~0xFFFF。在以上范围内的每个数字都与一个字符相对应，Java中的String类型默认就把字符以Unicode规则编码而后存储在内存中。

根据功能不同，可以分为节点流和处理流。

  节点流：可以从一个特定的数据源（节点）读写数据，如文件，内存
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  处理流：是“连接”在已存在的流(节点流或处理流)之上，通过对数据的处理为程序提供更强大的读写功能。

提供服务

过滤操作（Filter）

  通过过滤操作可以从集合中筛选出满足指定条件的元素。例如，从一个整数集合中筛选出大于10的元素：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 5, 10, 15, 20);
List<Integer> filteredNumbers = numbers.stream()
                                        .filter(n -> n > 10)
                                        .collect(Collectors.toList());

映射操作（Map）

  通过映射操作可以将集合中的每个元素映射为另一个元素。例如，将一个字符串集合中的每个字符串转换为大写形式：

List<String> words = Arrays.asList("hello", "world", "java");
List<String> upperCaseWords = words.stream()
                                   .map(String::toUpperCase)
                                   .collect(Collectors.toList());

排序操作（Sorted）

  通过排序操作可以对集合中的元素进行排序。例如，对一个整数集合进行升序排序：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(5, 2, 8, 1, 10);
List<Integer> sortedNumbers = numbers.stream()
                                      .sorted()
                                      .collect(Collectors.toList());

聚合操作（Reduce）

  通过聚合操作可以将集合中的元素进行合并或计算。例如，计算一个整数集合的总和：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
int sum = numbers.stream()
                 .reduce(0, Integer::sum);

收集操作（Collect）

  通过收集操作可以将流中的元素收集到一个集合中。例如，将一个字符串流收集到一个字符串列表中：

Stream<String> stream = Stream.of("hello", "world", "java");
List<String> words = stream.collect(Collectors.toList());

总结

• 流是一个序列化的数据集合，它可以通过一系列的操作来进行转换和处理。
• 流的操作可以分为中间操作和终端操作。中间操作用于转换和处理数据，终端操作用于输出结果。
• 流的操作是惰性求值的，只有在终端操作被调用时才会执行。
• 流的操作可以链式调用，形成一个流水线，每个操作都会返回一个新的流，可以继续进行下一步操作。

升华

  流提供了一种更简洁、更灵活的方式来处理集合数据，可以大大简化代码的编写，提高代码的可读性和可维护性。在实际开发中，根据具体的需求选择合适的流操作可以提高代码的效率和性能。

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