309. Java Stream API - 非空流（NONNULL）

在 Java 中，非空流（NONNULL）指的是流中不包含任何 null 元素。
这种流非常适合在数据处理中需要排除 null 值的场景。
许多集合类型和流创建方法会天然地生成非空流。

✅ 创建非空流的常见场景

某些数据结构或方法生成的流会自动带有 Spliterator.NONNULL 特性，这意味着其元素保证不为 null。常见示例如下：

• 集合类型：
  ArrayDeque、ArrayBlockingQueue、ConcurrentSkipListSet、ConcurrentHashMap.newKeySet() 等集合类不允许插入 null 元素，因此它们生成的流天然是非空流。
• 文件与正则流：
  • Files.lines(path)：读取文件行时，Stream<String> 中不会出现 null。
  • Pattern.splitAsStream(line)：根据正则拆分字符串时，也不会产生 null 元素。
• 注意 Map.values()：
  尽管 Map 的 keySet() 和 entrySet() 通常不包含 null，但 values() 可能包含 null 值（取决于存入的映射）。
  因此，由 map.values().stream() 创建的流不一定是非空流。

🧩 示例：检查流是否具有 NONNULL 特性

Predicate<Stream<?>> isNonNull =
        stream -> (stream.spliterator().characteristics() & Spliterator.NONNULL) != 0;

Map<Integer, String> hashMap = new HashMap<>();
Collection<String> values = hashMap.values();
System.out.println("Values from hashMap is non-null? " + isNonNull.test(values.stream()));

Collection<String> queue = new ArrayDeque<>();
System.out.println("ArrayDeque is non-null? " + isNonNull.test(queue.stream()));

输出：

Values from hashMap is non-null? false
ArrayDeque is non-null? true

解释：

1. hashMap.values()：Map.values() 可能包含 null 元素，因此其流不具备 NONNULL 特性。
2. ArrayDeque：该集合禁止 null 元素，因此由它创建的流天然是非空流。

✅ 非空流的特性

🌟 特点

• 流中的每个元素都保证非空（不为 null）。
• 通常来自于源头保证不含 null 的集合或数据源。
• 可通过 Spliterator.NONNULL 标识判断。

🔧 操作特性

• 保留非空特性：
  大部分不会引入新元素的中间操作，如 filter()、sorted()、distinct() 等，会保留非空特性。
• 丧失非空特性：
  若执行的操作可能引入 null 元素，如 map() 或 flatMap()，则会移除该特性。

💡 示例：不同操作对非空特性的影响

        Predicate<Stream<?>> isNonNull =
                stream -> (stream.spliterator().characteristics() & Spliterator.NONNULL) != 0;

        // 1️⃣ 来自 ArrayDeque —— 不允许 null
        Stream<String> dequeStream = new ArrayDeque<>(List.of("A", "B", "C")).stream();
        System.out.println("ArrayDeque: " + isNonNull.test(dequeStream)); // ✅ true

        // 2️⃣ 来自 ConcurrentHashMap.newKeySet()
        Stream<String> keySetStream = ConcurrentHashMap.<String>newKeySet().stream();
        System.out.println("ConcurrentHashMap.newKeySet: " + isNonNull.test(keySetStream)); // ✅ true

        // 3️⃣ 来自普通 Stream.of(...) —— 不保证 NONNULL
        Stream<String> ofStream = Stream.of("apple", "banana", "cherry");
        System.out.println("Stream.of(...): " + isNonNull.test(ofStream)); // ❌ false

        // 4️⃣ 来自 Files.lines(...) —— 不包含 null
        Path temp = Files.createTempFile("example", ".txt");
        Files.write(temp, List.of("A", "B", "C"));
        Stream<String> fileStream = Files.lines(temp);
        System.out.println("Files.lines(...): " + isNonNull.test(fileStream)); // ✅ true

输出：

ArrayDeque: true
ConcurrentHashMap.newKeySet: true
Stream.of(...): false
Files.lines(...): true

🏁 总结

✅ 掌握非空流（NONNULL）的概念与特性，可以在数据处理时更安全、更高效地避免 null 带来的潜在问题，提高代码的健壮性与可读性。