297. Java Stream API - Java Stream API 中的 reduce() 方法详解

297. Java Stream API - Java Stream API 中的reduce()方法详解

在 Java Stream 中，reduce()是一个非常核心的终端操作，它可以将流中的所有元素通过一个二元操作折叠成一个最终结果。Stream API 提供了三个重载版本，今天我们将一一解析：

🎯 第一种：reduce(identity, accumulator)

这是最常用也最安全的一种形式，它接受两个参数：

Treduce(Tidentity,BinaryOperator<T>accumulator)

✅ 特点：

• 提供了单位元（identity element），即当流为空时返回的默认值。
• 不会返回 Optional，因为总能返回 identity。
• 可用于并行流，并行友好。

📌 示例讲解：

List<Integer>ints=List.of(3,6,2,1);intsum=ints.stream().reduce(0,Integer::sum);System.out.println("sum = "+sum);// 输出：12

这个过程等价于：

intresult=0;for(inti:ints){result=result+i;}

即使ints是个空集合，reduce()也会返回 0，不会抛异常！

⚠️ 注意：你提供的 identity 必须真的是该操作的单位元！

如果你写错了，Stream API 不会提示你错误，但结果会悄悄错掉！

错误示例：

Stream<Integer>ints=Stream.of(0,0,0,0);intsum=ints.reduce(10,Integer::sum);// ❌ 错误的 identitySystem.out.println("sum = "+sum);// 输出 10，不是 0！

正确示例：

Stream<Integer>ints=Stream.of(0,0,0,0);intsum=ints.reduce(0,Integer::sum);System.out.println("sum = "+sum);// ✅ 输出：0

✅ 提醒学员：identity 是你负责提供的，必须和操作一致！

🧩 第二种：reduce(accumulator)→ 返回Optional<T>

Optional<T>reduce(BinaryOperator<T>accumulator)

✅ 特点：

• 没有 identity，所以返回结果可能为空（比如遇到空流）。
• 使用Optional包装结果。

📌 示例：取最大值

Stream<Integer>ints=Stream.of(2,8,1,5,3);Optional<Integer>optionalMax=ints.reduce((i1,i2)->i1>i2?i1:i2);System.out.println("result = "+optionalMax.orElseThrow());

🟢 输出：

result=8

🚨 如果流为空怎么办？

Stream<Integer>empty=Stream.empty();Optional<Integer>optional=empty.reduce(Integer::min);System.out.println(optional.orElse(-1));// 安全返回默认值 -1

✅ 推荐用法：

从 Java 10 起，推荐使用orElseThrow()替代get()：

optional.orElseThrow();// 安全，可读性好

不推荐：

optional.get();// 会抛出 NoSuchElementException

🔁 第三种：reduce(identity, accumulator, combiner)→ 并行流专用

<U>Ureduce(Uidentity,BiFunction<U,?superT,U>accumulator,BinaryOperator<U>combiner);

✅ 特点：

• 支持映射 + 累加一步完成。
• identity是 combiner 的单位元。
• 可以把元素转换为另一种类型（泛型 U）。

🧠 背景理解：

适合并行流时，流被切分成多个片段，每个片段部分归约后，需要用combiner合并成总结果。

📌 示例：统计字符串长度总和

Stream<String>strings=Stream.of("one","two","three","four");intresult=strings.reduce(0,// identity 是 0(partialSum,str)->partialSum+str.length(),// accumulatorInteger::sum// combiner);System.out.println("sum = "+result);// 输出：15

💡 提取 mapper 表达更清晰：

Function<String,Integer>mapper=String::length;BiFunction<Integer,String,Integer>accumulator=(partialSum,str)->partialSum+mapper.apply(str);

这样表达更清楚：映射 + 累加分别负责什么角色。

🧠 三种 reduce() 方法对比表：

📚 结语：什么时候用哪种？