Java | 実務でよく使う for → Stream 書き換え10パターン

for → Stream 視覚教材：filter → map → collect の流れ

この資料は for文からStream APIへ変換 する際に、初心者が直感的に理解できるように「処理の流れ」を視覚化した教材です。まずは図を見て流れを掴み、下にある具体例で確認しましょう。

全体フロー（図）

データ源（List, 配列）
      │
      ▼
list.stream()  ---> （中間操作）filter() ------┐
                                             │
                                       （中間操作）map() ---> （中間操作）sorted()/distinct()/limit()/skip() ...
                                             │
                                             ▼
                                       （終端操作）collect(toList()) / forEach() / count() / findFirst()

見方：左から右へ“データが流れる”イメージ。filter() が選別、map() が変換、collect() が結果をまとめる。

視覚的ポイント（色付きイメージの擬似説明）

• filter（絞り込み）：条件に合う要素だけ通す「ふるい」
• map（変換）：要素を別の形に変える「変換機」
• flatMap（平坦化）：入れ子リストを平らにする「展開機」
• sorted / distinct / limit / skip：整列 / 重複排除 / 件数制限 / スキップ
• collect（終端）：最終結果をリストやマップにまとめる

具体例：実務でよくあるパターン（図解付き）

例：名前リストから、先頭が ‘A’ の大文字化された先頭5件を取得する

フロー（要約）

1. list.stream() で流を開始
2. filter(name -> name.startsWith(“A”)) で ‘A’ のものだけ通す
3. map(String::toUpperCase) で大文字化
4. distinct() で重複除去（必要なら）
5. limit(5) で先頭5件だけ取得
6. collect(Collectors.toList()) で List にまとめる

コード

List<String> result = names.stream()
    .filter(name -> name.startsWith("A"))
    .map(String::toUpperCase)
    .distinct()
    .limit(5)
    .collect(Collectors.toList());

List<String> result = names.stream()
    .filter(name -> name.startsWith("A"))
    .map(String::toUpperCase)
    .distinct()
    .limit(5)
    .collect(Collectors.toList());

図（擬似）

names (Abe, bob, Alice, ann, Abe, Andy, ...)
   │
   ▼
/filter: startsWith('A')/  -> (Abe, Alice, ann, Abe, Andy)
   │
   ▼
/map: toUpperCase/         -> (ABE, ALICE, ANN, ABE, ANDY)
   │
   ▼
/distinct()/               -> (ABE, ALICE, ANN, ANDY)
   │
   ▼
/limit(5)/                 -> (ABE, ALICE, ANN, ANDY)
   │
   ▼
/collect(toList)/          -> List[ABE, ALICE, ANN, ANDY]

小さなワーク（理解チェック）

• 問1: 数値リストから偶数のみを2倍にしてListにするStreamを書きなさい。
• 問2: List<List> を平坦化して1つのListにするStreamを書きなさい。

（答えは下に記載）

答1

List<Integer> out = nums.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .map(n -> n * 2)
    .toList();

List<Integer> out = nums.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .map(n -> n * 2)
    .toList();

答2

List<String> flat = listOfLists.stream()
    .flatMap(List::stream)
    .toList();

List<String> flat = listOfLists.stream()
    .flatMap(List::stream)
    .toList();

⚠️ よくあるミス（図解付きで注意）

• 副作用を作る: map() や filter() 内で外部のリストを add() すると並列化で破綻する可能性がある。
  • NG: .map(x -> { list.add(x); return x; })
• null の Stream 化: null のコレクションに .stream() を呼ぶと NullPointerException。
  • 対策: Optional.ofNullable(list).orElse(Collections.emptyList()).stream()
• 並列化の落とし穴: parallelStream() は早くなる場合もあるが、順序やスレッド安全性に注意。

参考（短い手順メモ）

1. stream() で開始
2. 必要な中間操作をチェーン（filter, map, flatMap, sorted, distinct, limit, skip）
3. 終端操作で結果を得る（collect, forEach, count, findFirst）