為什麼Java Stream的`filter()`在`flatMap()`之後有時會失去惰性？

FlatMap 之後的Java 流過濾器並非完全惰性

Java 流提供了一種透過一系列轉換來處理資料管道的方法。中間操作通常是惰性的，這意味著它們在呼叫終端操作之前不會執行。然而，據觀察，在某些情況下，在 flatMap() 之後應用 filter() 可能會導致非惰性行為。

範例程式碼

考慮以下內容code:

System.out.println(
        "Result: " +
                Stream.of(1, 2, 3)
                        .filter(i -> {
                            System.out.println(i);
                            return true;
                        })
                        .findFirst()
                        .get()
);
System.out.println("-----------");
System.out.println(
        "Result: " +
                Stream.of(1, 2, 3)
                        .flatMap(i -> Stream.of(i - 1, i, i + 1))
                        .flatMap(i -> Stream.of(i - 1, i, i + 1))
                        .filter(i -> {
                            System.out.println(i);
                            return true;
                        })
                        .findFirst()
                        .get()
);

輸出

1
Result: 1
-----------
-1
0
1
0
1
2
1
2
3
Result: -1

解釋

第一種情況，應用過濾操作在flatMap() 之前，導致惰性求值。評估在第一個匹配元素 (1) 處停止。

在第二種情況下，flatMap() 操作會建立一個包含九個元素 (-1, 0, 1, 0, 1, 2, 1) 的新流、2、3）。隨後的 filter() 操作將應用於每個元素，從而產生非惰性行為。儘管找到了匹配元素 (-1)，評估仍會繼續處理流程中的所有元素。

修正

此問題已在 JDK-8075939 中解決並在 Java 10 中修復。它被向後移植到 Java 8 JDK-8225328.

該修復確保在存在 flatMap() 和 filter() 操作的情況下保持惰性計算。這意味著一旦找到匹配元素，評估就會立即終止。

影響

此修復解決了以下情況下非惰性行為可能引起的問題：使用 flatMap() 和 filter()。在需要提前終止的情況下，它提高了流管道的性能和正確性。

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