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100本ノック

100本ノック

Java Gold（SE 11/17/21）の試験対策において、Stream APIは最も配点が高く、かつ「ひっかけ問題」が作りやすい最重要分野です。

100本すべてをコードで書くと膨大になるため、**試験に出る「急所」を100個のチェックリスト（逆引きリファレンス）**にまとめました。これらをすべて理解していれば、Stream問題は満点が狙えます。

1. Streamの生成（1-15）

  1. Stream.of(1, 2, 3)：可変引数から生成
  2. list.stream()：Collectionから生成
  3. Arrays.stream(array)：配列から生成
  4. Stream.empty()：空のStream
  5. Stream.iterate(0, n -> n + 2)：無限Stream（シード値と関数）
  6. Stream.iterate(0, n -> n < 10, n -> n + 2)：Java 9以降の有限iterate
  7. Stream.generate(Math::random)：無限Stream（Supplierを使用）
  8. IntStream.range(1, 5)：1, 2, 3, 4 (5を含まない)
  9. IntStream.rangeClosed(1, 5)：1, 2, 3, 4, 5 (5を含む)
  10. String.chars()：文字列をIntStreamに変換
  11. Files.lines(path)：ファイル各行のStream
  12. Random.ints()：乱数のIntStream
  13. Stream.builder().add(1).build()：Builderパターン
  14. Stream.concat(s1, s2)：2つのStreamの連結

  15. Collection.parallelStream()：並列Streamの生成

    2. 中間操作：基本（16-30）

  16. filter(Predicate)：条件一致のみ

  17. map(Function)：型の変換、値の加工
  18. distinct()：重複排除（equals()とhashCode()を使用）
  19. sorted()：自然順序でソート
  20. sorted(Comparator)：カスタムソート
  21. peek(Consumer)：デバッグ用。要素を変更せず処理を通す
  22. limit(long)：先頭からn個に制限（短絡評価）
  23. skip(long)：先頭からn個を捨てる
  24. flatMap(Function<T, Stream<R>>)：1対多の展開・平坦化
  25. mapToInt / mapToLong / mapToDouble：プリミティブStreamへの変換
  26. boxed()：プリミティブStreamからラッパー型Streamへ
  27. asDoubleStream()：IntStreamなどをDoubleStreamへ
  28. mapToObj(IntFunction)：プリミティブからオブジェクトへ
  29. takeWhile(Predicate)：条件を満たさなくなった時点で終了 (Java 9+)

  30. dropWhile(Predicate)：条件を満たす間は捨て、その後を維持 (Java 9+)

    3. 終端操作：基本（31-45）

  31. forEach(Consumer)：順次処理

  32. forEachOrdered(Consumer)：並列でも順序を維持して処理
  33. toArray()：Object配列を返す
  34. toArray(IntFunction)：特定の型（String[]::new等）の配列
  35. reduce(BinaryOperator)：1つの値に集約（Optionalを返す）
  36. reduce(identity, BinaryOperator)：初期値あり集約（値を返す）
  37. collect(Collector)：List, Set, Mapなどへ変換
  38. min(Comparator) / max(Comparator)：最小・最大
  39. count()：要素数（long型）
  40. anyMatch(Predicate)：どれか1つでも一致するか（短絡評価）
  41. allMatch(Predicate)：すべて一致するか（短絡評価）
  42. noneMatch(Predicate)：1つも一致しないか（短絡評価）
  43. findFirst()：最初の要素（Optional）
  44. findAny()：どれか1つの要素（Optional。並列で効果的）

  45. iterator()：StreamからIteratorを得る

    4. Collectorsクラス（46-65）

  46. toList() / toUnmodifiableList() (Java 16+)

  47. toSet() / toUnmodifiableSet()
  48. toCollection(ArrayList::new)：特定の具象クラスへ
  49. toMap(keyMapper, valueMapper)
  50. toMap(key, value, mergeFunction)：キー重複時の処理を指定
  51. joining()：文字列連結
  52. joining(",")：デリミタ付き連結
  53. joining(",", "[", "]")：接頭辞・接尾辞付き
  54. summingInt(ToIntFunction)：合計
  55. averagingInt(ToIntFunction)：平均
  56. summarizingInt(ToIntFunction)：統計情報（IntSummaryStatistics）
  57. counting()：要素数
  58. minBy(Comparator) / maxBy(Comparator)
  59. groupingBy(Function)：Map>にグループ化
  60. groupingBy(Function, Collector)：下流(downstream)コレクタを指定
  61. partitioningBy(Predicate)：true/falseの2つに分割
  62. mapping(Function, Collector)：集計中に型変換
  63. filtering(Predicate, Collector)：集計中にフィルタ (Java 9+)
  64. flatMapping(Function, Collector)：集計中に平坦化 (Java 9+)

  65. collectingAndThen(Collector, Function)：集計後に別の型に変換

    5. 並列Streamの挙動（66-75）

  66. parallel()：中間操作で並列化

  67. sequential()：順次処理に戻す
  68. isParallel()：並列かどうか確認
  69. unordered()：順序の制約を外す（並列化の高速化）
  70. reduceにおける第3引数：並列時の結合器（Combiner）
  71. identityの性質：op(identity, x) == x である必要性
  72. 並列時の findFirst vs findAny
  73. 並列時の副作用：forEach内での外部変数操作はNG
  74. Spliterator：Streamの分割用イテレータ

  75. ステートフル中間操作（sorted, distinct）の並列負荷

    6. Optionalの連携（76-85）

  76. Optional.ofNullable(val)

  77. ifPresent(Consumer)
  78. ifPresentOrElse(Consumer, Runnable) (Java 9+)
  79. orElse(T)：デフォルト値
  80. orElseGet(Supplier)：遅延評価のデフォルト値
  81. orElseThrow()：例外を投げる
  82. filter(Predicate)：Optional内の値をフィルタ
  83. map(Function)：Optional内の値を変換
  84. flatMap(Function)：Optionalを返す関数と連結

  85. stream()：OptionalをStreamに変換 (Java 9+)

    7. 試験で狙われる特殊仕様・ひっかけ（86-100）

  86. Streamの再利用不可：一度終端操作を呼ぶとIllegalStateException

  87. 遅延評価：終端操作を呼ばないと中間操作は実行されない
  88. プリミティブStreamの専用メソッド：sum(), average(), summaryStatistics()
  89. 関数型インターフェースの使い分け：Predicate, Function, Consumer, Supplier
  90. Comparatorの合成：reversed(), thenComparing()
  91. 空のStreamに対する終端操作：countは0、allMatchはtrue、anyMatchはfalse
  92. nullを含むStream：sorted()などでNullPointerException
  93. 無限Streamの終端操作：limitなしでsortedやcollectを呼ぶと停止しない
  94. flatMapの戻り値：Streamである必要がある（Collectionではない）
  95. バイナリ演算：reduce(0, (a, b) -> a + b)
  96. 副作用の禁止：Stream外の変数を書き換えない
  97. peekは要素を捨てない：あくまでデバッグ・監視用
  98. IntStreamの max() は OptionalInt を返す
  99. toMapの第3引数がない場合：キー重複で例外が発生する
  100. Stream.of(array) vs Arrays.stream(array)：プリミティブ配列時の挙動の違い

学習アドバイス

Java Gold試験では、「このコードを実行するとどうなるか？」という問題が出ます。 特に 「39. count()」のような終端操作がないために何も出力されない というひっかけや、「86. Streamの再利用」による例外 は頻出です。

この100項目の中で、コード例を見てみたい特定の番号はありますか？詳しく解説します。