Stream

Java – Streamでよく使うメソッドまとめ

JavaのStream APIは、コレクションや配列の操作を簡潔に記述できる強力なツールです。

よく使うメソッドには以下があります。

filterは条件に合う要素を抽出し、mapは要素を変換します。

flatMapはネストされた構造を平坦化し、sortedは要素をソートします。

distinctは重複を排除し、limitとskipは要素数を制御します。

終端操作では、forEachで各要素に処理を適用し、collectで結果を収集します。

reduceは要素を集約し、countは要素数を返します。

anyMatchやallMatchは条件判定に使用されます。

これらを組み合わせることで、効率的なデータ操作が可能です。

目次から探す

Stream APIとは
中間操作メソッド
- 例: filterメソッドの使用
終端操作メソッド
- 例: collectメソッドの使用
Stream APIの活用例
注意点とベストプラクティス
まとめ

Stream APIとは

JavaのStream APIは、コレクションや配列などのデータソースに対して、宣言的な方法で操作を行うための機能です。

Java 8から導入され、データの処理を簡潔かつ効率的に行うことができます。

Streamを使用することで、以下のような利点があります。

簡潔なコード: 複雑なループや条件分岐を避け、より読みやすいコードを書くことができる。
遅延評価: 中間操作は遅延評価されるため、必要なデータのみを処理することができる。
並列処理: 簡単に並列処理を行うことができ、パフォーマンスを向上させることが可能。

Stream APIは、主に以下の2つの操作に分けられます。

中間操作: データを変換したりフィルタリングしたりする操作。

これらは遅延評価される。

終端操作: 最終的な結果を生成する操作。

これにより、Streamの処理が実行される。

次に、中間操作メソッドについて詳しく見ていきましょう。

中間操作メソッド

中間操作メソッドは、Streamのデータを変換、フィルタリング、並べ替えなどを行うためのメソッドです。

これらの操作は遅延評価され、最終的な結果を生成する終端操作が呼ばれるまで実行されません。

以下に、よく使われる中間操作メソッドをまとめます。

メソッド名	説明
`filter`	条件に合致する要素を抽出する。
`map`	各要素に対して関数を適用し、変換する。
`flatMap`	ネストされたコレクションを平坦化する。
`distinct`	重複する要素を排除する。
`sorted`	要素を自然順序または指定した順序で並べ替える。
`limit`	指定した数の要素を取得する。
`skip`	指定した数の要素をスキップする。

例: filterメソッドの使用

以下のサンプルコードでは、filterメソッドを使用して、整数のリストから偶数のみを抽出します。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // 整数のリストを作成
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        
        // 偶数のみを抽出
        List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
            .filter(n -> n % 2 == 0) // 偶数の条件
            .collect(Collectors.toList()); // リストに変換
        
        // 結果を出力
        System.out.println(evenNumbers); // 偶数のリストを出力
    }
}

[2, 4, 6, 8, 10]

このように、filterメソッドを使うことで、条件に合った要素を簡単に抽出することができます。

次に、mapメソッドについて見ていきましょう。

終端操作メソッド

終端操作メソッドは、Streamの処理を実行し、最終的な結果を生成するためのメソッドです。

これらの操作は、Streamのデータを消費し、結果を返します。

以下に、よく使われる終端操作メソッドをまとめます。

メソッド名	説明
`collect`	Streamの要素をコレクションに集約する。
`forEach`	各要素に対して指定したアクションを実行する。
`reduce`	要素を集約して単一の値を生成する。
`count`	要素の数をカウントする。
`anyMatch`	条件に合致する要素が存在するか確認する。
`allMatch`	すべての要素が条件に合致するか確認する。
`noneMatch`	すべての要素が条件に合致しないか確認する。

例: collectメソッドの使用

以下のサンプルコードでは、collectメソッドを使用して、整数のリストから偶数のリストを生成します。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // 整数のリストを作成
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        
        // 偶数のみを抽出し、リストに集約
        List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
            .filter(n -> n % 2 == 0) // 偶数の条件
            .collect(Collectors.toList()); // リストに変換
        
        // 結果を出力
        System.out.println(evenNumbers); // 偶数のリストを出力
    }
}

[2, 4, 6, 8, 10]

この例では、collectメソッドを使用して、Streamから偶数のリストを生成しました。

次に、forEachメソッドについて見ていきましょう。

Stream APIの活用例

Stream APIは、データの処理を効率的に行うための強力なツールです。

以下に、実際のシナリオでの活用例をいくつか紹介します。

これにより、Stream APIの使い方や利点を具体的に理解することができます。

リストのフィルタリングと集約

特定の条件に基づいてリストをフィルタリングし、集約する例です。

以下のコードでは、学生の成績リストから合格者の数をカウントします。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // 学生の成績リスト
        List<Integer> scores = Arrays.asList(45, 78, 82, 90, 55, 60, 72, 88, 95);
        
        // 合格者の数をカウント
        long passCount = scores.stream()
            .filter(score -> score >= 60) // 合格基準
            .count(); // 合格者の数をカウント
        
        // 結果を出力
        System.out.println("合格者の数: " + passCount); // 合格者の数を出力
    }
}

合格者の数: 6

データの変換

リスト内のデータを別の形式に変換する例です。

以下のコードでは、文字列のリストを大文字に変換します。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // 文字列のリスト
        List<String> names = Arrays.asList("alice", "bob", "charlie", "dave");
        
        // 大文字に変換
        List<String> upperCaseNames = names.stream()
            .map(String::toUpperCase) // 大文字に変換
            .collect(Collectors.toList()); // リストに集約
        
        // 結果を出力
        System.out.println(upperCaseNames); // 大文字のリストを出力
    }
}

[ALICE, BOB, CHARLIE, DAVE]

並列処理の活用

Stream APIを使用して、データの並列処理を行う例です。

以下のコードでは、整数のリストの合計を計算します。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        // 整数のリスト
        List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
        
        // 合計を計算(並列処理)
        int sum = numbers.parallelStream()
            .mapToInt(Integer::intValue) // 整数に変換
            .sum(); // 合計を計算
        
        // 結果を出力
        System.out.println("合計: " + sum); // 合計を出力
    }
}