Java 中生成指定范围内数字序列的几种方式

1. 概述

在实际开发中，我们经常会遇到需要生成某个数值区间内所有整数的场景，比如用于初始化测试数据、构建索引列表等。本文将介绍几种在 Java 中生成指定范围内数字序列的常用方法，从传统循环到现代 Stream API，帮助你在不同场景下做出合适选择。

2. 生成范围内的数字序列

2.1. 传统 for 循环 ✅

最直观、兼容性最好的方式就是使用 for 循环。这种方式逻辑清晰，适合对性能要求高或运行环境受限（如低版本 JVM）的项目。

public List<Integer> getNumbersInRange(int start, int end) {
    List<Integer> result = new ArrayList<>();
    for (int i = start; i < end; i++) {
        result.add(i);
    }
    return result;
}

📌 说明：

范围是 [start, end)，即包含 start，不包含 end
简单粗暴，无额外依赖，适合嵌入性能敏感代码块
缺点是代码略显冗长，不够函数式

⚠️ 踩坑提醒：注意边界条件，尤其是 start >= end 的情况，建议在方法入口加校验避免空循环或异常。

2.2. 使用 JDK 8 IntStream.range ✅

Java 8 引入了 IntStream，提供了更简洁的函数式写法。IntStream.range() 可以直接生成一个左闭右开的整数流。

public List<Integer> getNumbersUsingIntStreamRange(int start, int end) {
    return IntStream.range(start, end)
      .boxed()
      .collect(Collectors.toList());
}

📌 关键点：

IntStream.range(start, end)：生成 [start, end) 的 int 流
.boxed()：将原始类型 int 装箱为 Integer
.collect(Collectors.toList())：收集为 List<Integer>

💡 优势：

代码简洁，语义清晰
属于标准库，无需引入第三方依赖
支持链式操作，便于后续扩展（如过滤、映射）

2.3. 使用 IntStream.rangeClosed ✅

如果需要包含 end 值（即闭区间），可以使用 rangeClosed 方法。

public List<Integer> getNumbersUsingIntStreamRangeClosed(int start, int end) {
    return IntStream.rangeClosed(start, end)
      .boxed()
      .collect(Collectors.toList());
}

📌 对比： | 方法 | 区间类型 | 示例 range(1, 3) 结果 | |------|----------|------------------------| | IntStream.range | [start, end) | [1, 2] | | IntStream.rangeClosed | [start, end] | [1, 2, 3] |

✅ 推荐在需要包含上限时使用 rangeClosed，避免手动 end + 1 这种容易出错的操作。

2.4. 使用 IntStream.iterate ❗

当你不关心具体范围，而是知道需要生成多少个连续数字时，iterate 更加灵活。

public List<Integer> getNumbersUsingIntStreamIterate(int start, int limit) {
    return IntStream.iterate(start, i -> i + 1)
      .limit(limit)
      .boxed()
      .collect(Collectors.toList());
}

📌 参数说明：

start：起始值
i -> i + 1：迭代函数，定义如何生成下一个值
limit(limit)：限制生成元素个数

🌰 示例：

getNumbersUsingIntStreamIterate(5, 3); // 输出 [5, 6, 7]

⚠️ 注意：

iterate 生成的是无限流，必须配合 limit 使用，否则会 OOM
性能略低于 range，因为缺少内部优化
适合非等差或复杂递推场景（如斐波那契）

3. 总结

方法	是否包含 end	是否推荐	适用场景
`for` loop	否	✅	兼容性要求高、性能敏感
`IntStream.range`	否	✅✅✅	日常开发首选
`IntStream.rangeClosed`	是	✅✅✅	明确需要包含 end
`IntStream.iterate`	灵活控制	⚠️	固定数量或复杂序列

✅ 推荐实践：

多数情况下优先使用 IntStream.range 或 rangeClosed
保持代码简洁性和可读性
注意边界处理和空输入防御

所有示例代码已托管至 GitHub：https://github.com/tech-tutorial-examples/java-number-range

Persistence

REST

Security