目的

Java言語を含めたプログラミングの学習を始めたばかりの方、既学習者の方は復習用に、
今回はStream APIについて学ぶために書いています。

【Java入門目次】
・変数と型
・型変換
・変数のスコープ
・文字列の操作
・配列の操作
・演算子
・条件分岐
・繰り返し処理
・クラスについて（準備中）
・抽象クラス（準備中）
・インターフェース（準備中）
・カプセル化（準備中）
・モジュールについて（準備中）
・例外処理について
・ラムダ式について
・Stream APIについて ←今ここ

Stream APIとは

Java8から導入された機能で、コレクションの要素に対する操作が可能なAPIです。

コレクションをStream化→中間操作（データを加工）→終端操作（加工したデータを得る）

という処理の流れになります。

Stream APIの中間操作は複数記述することが可能なので、複雑そうに見える処理もスッキリと記述することが出来ます。

各メソッドの引数に関数型インターフェースを受け取る場合もあり、そこでラムダ式を用いていますがそこの説明は割愛します。
**ラムダ式について**をご覧ください。

Stream APIの例

実際にどの様に扱うのか簡単な例で比較します。

まずは、Stream APIを使わず実装。

List<String> names = Arrays.asList("大瀬良", "佐村河内", "菊池", "畝", "長野", "城之内");
for (int i = 0; i < names.size(); i++) {
  if (names.get(i).length() >= 3) {
    if (names.get(i).contains("内")) {
      System.out.println(names.get(i)); // 佐村河内 城之内
    }
  }
}

次に、Stream APIを使って同様の処理を実装します。

StreamAPIを使用した実装

List<String> names = Arrays.asList("大瀬良", "佐村河内", "菊池", "畝", "長野", "城之内");
names.stream()
     .filter(name -> name.length() >= 3)
     .filter(name -> name.contains("内"))
     .forEach(name -> System.out.println(name)); // 佐村河内 城之内

ネストが深くならず読みやすくなり、シンプルに実装出来ていますね。

中間操作のfilterメソッドで条件を満たす要素のみを抽出し、
終端操作のforEachメソッドで1つずつ要素を出力しています。

中間操作の紹介

先程は中間操作のメソッドとしてfilterを紹介しましたが、その他のメソッドもいくつか紹介していきます。

1.map

各要素に指定した処理を行うメソッドです。

mapメソッド

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numbers.stream()
       .map(num -> num * 2) // 各要素を2倍にする
       .forEach(num -> System.out.print(num + " ")); // 2 4 6 8 10

2.limit

指定した要素数（maxSize個）だけを返してくれるメソッドです。

limitメソッド

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
numbers.stream()
       .limit(3) // 3個だけ取り出す
       .forEach(num -> System.out.print(num + " ")); // 1 2 3

3.distinct

重複を除いた要素を返してくれるメソッドです。

distinctメソッド

List<String> names = Arrays.asList("久保", "遠藤", "巻", "久保", "岡崎", "本田", "巻", "遠藤");
names.stream()
     .distinct() // 重複した要素は取り除いて返す
     .forEach(name -> System.out.print(name + " ")); // 久保 遠藤 巻 岡崎 本田

4.sorted

要素を並び替えてくれるメソッドです。

sortedメソッド

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 5, 3, 2, 4);
numbers.stream()
       .sorted() // 昇順に並び替え
       .forEach(num -> System.out.print(num + " ")); // 1 2 3 4 5

sortedメソッドの引数にComparatorインターフェースのreverseOrderメソッドを渡すことで、降順に並び替えることも出来ます。

sortedメソッド

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 5, 3, 2, 4);
numbers.stream()
       .sorted(Comparator.reverseOrder()) // 降順に並び替え
       .forEach(num -> System.out.print(num + " ")); // 5 4 3 2 1

終端操作の紹介

これまでは終端操作のメソッドとしてforEachメソッドを用いていましたが、その他のメソッドもいくつか紹介していきます。

1.anyMatch

条件によってbooleanを返すメソッドです。
要素の中に1つでも条件に合致する値があればtrueを返します。（一部一致判定）

anyMatchメソッド

List<String> fruits = Arrays.asList("banana", "apple", "orange", "pineapple");
boolean result = fruits.stream()
                       .anyMatch(fruit -> fruit.length() >= 7); // 7文字以上の文字数の要素はあるか判定
System.out.println(result); // true

2.allMatch

条件によってbooleanを返すメソッドです。
要素全てが条件に合致していればtrueを返します。（全部一致合致）

allMatchメソッド

List<Integer> numbers = Arrays.asList(2, 4, 6, 7, 8, 10);
boolean result = numbers.stream()
                        .allMatch(num -> num % 2 == 0); // 要素全てが偶数であるかを判定している
System.out.println(result); // false

3.noneMatch

条件によってbooleanを返すメソッドです。
要素の中に１つでも条件に合致するもがあればfalseを返します。（全て非合致判定）

noneMatchメソッド

List<String> names = Arrays.asList("鈴木", "松井", "野茂", "井川", "川崎", "新庄", "ダルビッシュ有");
boolean result = names.stream()
                      .noneMatch(name -> name.length() > 4); // 4文字以上の文字数の要素はあるか判定
System.out.println(result); // false

終わりに

コレクション要素に対しての操作を自分でダラダラと書くより、Stream APIを用いる事でソースコードがシンプルで読みやすくなるという事が分かりました。
最初は戸惑うかもしれませんが、ラムダ式と一緒にしっかりと覚えておきたいですね。

参考サイト

Stream Oracle公式
【Java】Stream APIを書き続けて得た知見