> <sup><sub>*A versão inicial da pergunta pedia:*</sub></sup> Tem alguma forma de fazer isso sem usar esse `Map` intermediário de maneira explícita?

Daria para usar [`collectingAndThen`][1]:

    Stream<Elemento> stream = elementos.stream().collect(
        Collectors.collectingAndThen(
            Collectors.groupingBy(Elemento::getClassificacao),
            map -> map.values().stream()
                      .map(l -> l.stream().max(Comparator.comparing(Elemento::getValor)).orElse(null))
                      .filter(Objects::nonNull)));

Primeiro ele aplica o `groupingBy`, e depois o resultado é passado para o *finisher* (o lambda que é passado como segundo parâmetro). No caso, ele recebe o resultado do `groupingBy` (o `Map`) e extrai o elemento de maior valor para cada classificação.

No fim, é criado um `Map`, mas podemos considerar que é de maneira "implícita" (podemos?). Talvez haja alguma otimização interna nesse método, mas pode ser que não, e no fim dê no mesmo. Não sei, eu não vi tanta diferença assim para a sua solução, e acho até que a minha ficou um pouco mais confusa de ler e entender.

O resultado é uma `Stream` de `Elemento`, que você pode continuar usando da maneira que precisar.

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### Evitando o mapa de listas

<sup><sub>*Após a edição, foi pedido para eliminar o mapa de listas.*</sub></sup>

Para evitar o mapa de listas, você pode coletar usando [`Collectors.toMap`][2]:

    Map<String, Integer> results = elementos.stream()
        .collect(Collectors.toMap(Elemento::getClassificacao, Elemento::getValor, Math::max));

O primeiro parâmetro define qual será a chave do map (no caso, a classificação), e o segundo parâmetro, o respectivo valor (no caso, o `valor` do elemento). O terceiro parâmetro define o critério de desempate, caso haja mais de um valor para a mesma chave (usei [`Math::max`][3], assim ele pega o maior `valor`).

O resultado é um `Map` cujas chaves são as classificações, e os valores são o maior `valor` daquela classificação.


  [1]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/Collectors.html#collectingAndThen-java.util.stream.Collector-java.util.function.Function-
  [2]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/Collectors.html#toMap-java.util.function.Function-java.util.function.Function-java.util.function.BinaryOperator-
  [3]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Math.html#max-int-int-