Java Stream 中如何单次遍历实现多条件过滤与分类处理

本文介绍如何在 java stream 中仅遍历一次集合，同时识别并归类多种约束违规（如最小值、最大值越界），避免重复调用 `stream().filter()`，兼顾性能与可维护性。

在使用 Java Stream 处理校验逻辑时，一个常见误区是为每种校验规则单独创建流——例如分别对 i 100 各调用一次 stream().filter().findAny()。这虽语义清晰，但会导致多次遍历源集合，时间复杂度退化为 O(n × k)（k 为规则数），违背“一次遍历、多路分流”的高效设计原则。

更优解是利用 Stream.forEach() 或 collect() 进行单次消费式处理。虽然 forEach 属于终端操作且不返回新流，但它允许我们在遍历时根据多个条件将元素分发到不同容器中，从而模拟“多路过滤器”效果：

List list = Arrays.asList(200, -5, 105, -1, 88, null);
List errors = new ArrayList<>();

// 单次遍历，多条件判断，累积错误信息
list.stream()
    .filter(Objects::nonNull) // 先排除 null（可选预处理）
    .forEach(item -> {
        if (item < 0) {
            errors.add("Value " + item + " is below minimum constraint (0)");
        } else if (item > 100) {
            errors.add("Value " + item + " exceeds maximum constraint (100)");
        }
        // 可继续添加其他约束：如偶数校验、精度检查等
    });

System.out.println(errors);
// 输出示例：
// [Value -5 is below minimum constraint (0), 
//  Value 200 is exceeds maximum constraint (100), 
//  Value 105 is exceeds maximum constraint (100), 
//  Value -1 is below minimum constraint (0)]

✅ 优势总结： 性能保障：仅遍历一次，时间复杂度严格为 O(n)； 扩展性强：新增校验规则只需追加 else if 分支，无需新增流操作； 错误去重友好：若需避免重复错误（如多个负数只报一次），可在 errors.add(...) 前加 !errors.contains(...) 判断，或改用 Set 存储； 语义可控：相比 Collectors.partitioningBy()（仅支持二元分割）或 Collectors.groupingBy()（需映射为分类键），forEach 提供最灵活的多分支逻辑表达能力。

⚠️ 注意事项：

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• forEach 是有副作用的操作，不适用于并行流（parallelStream()）中的非线程安全集合（如 ArrayList）。如需并发处理，请改用线程安全容器（如 Collections.synchronizedList）或 collect() 配合 ConcurrentHashMap 等；
• 若后续还需对各分类结果做聚合计算（如求负数之和、超限值个数），建议改用 collect(Collector) 形式，例如：

  Map> categorized = list.stream()
      .filter(Objects::nonNull)
      .collect(Collectors.groupingBy(
          i -> i < 0 ? "below_min" : i > 100 ? "above_max" : "valid"
      ));

综上，面对多约束校验场景，应优先选择单流 + 条件分支 + 可变容器收集的模式，而非多个独立过滤流。它在保持代码简洁性的同时，真正兑现了 Stream API “声明式编程”与“高效执行”的双重承诺。

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