Java 函數式編程（四）：使用 Stream API 高效查找集合元素

前言

在前幾篇文章中，我們已經熟悉了如何使用 Stream API 优雅地转换集合。然而，當我們需要「查找」符合條件的元素時，傳統的迴圈寫法不僅冗長，還容易出錯。本文將介紹 filter() 方法，展示如何用函數式風格輕鬆完成篩選操作，並探討如何避免 Lambda 表達式帶來的代碼冗餘問題。

傳統迴圈 vs. Stream filter()

傳統寫法：繁瑣且易出錯

假設我們要從名字列表中找出所有以「N」開頭的名字：

final List<String> startsWithN = new ArrayList<>();
for (String name : friends) {
    if (name.startsWith("N")) {
        startsWithN.add(name);
    }
}

這段代碼需要手動創建列表、迭代、判斷、添加，四步操作才能完成一個簡單的篩選任務。

函數式寫法：簡潔明瞭

使用 filter() 方法，同樣的邏輯只需一行鏈式調用：

final List<String> startsWithN =
    friends.stream()
           .filter(name -> name.startsWith("N"))
           .collect(Collectors.toList());

filter() 接受一個返回 boolean 的 Predicate，只保留滿足條件的元素，最終通過 collect() 收集為新列表。運行結果：

Found 2 names

filter() 與 map() 的關鍵差異

• map()：輸出集合大小與輸入一致，屬於一對一轉換。
• filter()：輸出集合大小介於 0 到輸入大小之間，屬於子集篩選。

Lambda 表達式的重用與 DRY 原則

雖然 Lambda 簡潔，但若在多處重複相同邏輯（如對不同列表都篩選「N」開頭），會導致代碼冗余，違反 DRY（Don't Repeat Yourself）原則。

問題示例

final long countFriendsStartN = friends.stream().filter(name -> name.startsWith("N")).count();
final long countEditorsStartN = editors.stream().filter(name -> name.startsWith("N")).count();
final long countComradesStartN = comrades.stream().filter(name -> name.startsWith("N")).count();

三處相同的 name -> name.startsWith("N") 違反了重用原則。

解決方案：將 Lambda 存入 Predicate 變量

filter() 參數類型是 java.util.function.Predicate<T>，我們可以顯式聲明並重用：

final Predicate<String> startsWithN = name -> name.startsWith("N");

final long countFriendsStartN = friends.stream().filter(startsWithN).count();
final long countEditorsStartN = editors.stream().filter(startsWithN).count();
final long countComradesStartN = comrades.stream().filter(startsWithN).count();

這樣邏輯只寫一次，後續直接引用變量，既消除冗余，又便於維護與性能優化。

總結

filter() 讓集合篩選變得聲明式且高效。配合 Predicate 變量重用，能進一步提升代碼質量。下一篇將探討如何用「詞法作用域」與「閉包」解決更複雜的參數化篩選需求。