Java 8 Stream 的终极技巧——Collectors 操作

2024-02-20 06:08
文章标签 java 技巧 操作 stream 终极 collectors

本文主要是介绍Java 8 Stream 的终极技巧——Collectors 操作，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1. 前言

昨天在 Collection移除元素操作 相关的文章中提到了 Collectors 。相信很多同学对这个比较感兴趣，那我们今天就来研究一下 Collectors 。

2. Collectors 的作用

Collectors 是 Java 8 加入的操作类，位于 java.util.stream 包下。它会根据不同的策略将元素收集归纳起来，比如最简单常用的是将元素装入Map、Set、List 等可变容器中。特别对于 Java 8 Stream Api 来说非常有用。它提供了collect() 方法来对 Stream 流进行终结操作派生出基于各种策略的结果集。我们就借助于 Stream 来熟悉一下 Collectors 吧。我们依然用昨天的例子：

    List<String> servers = new ArrayList<>();servers.add("Felordcn");servers.add("Tomcat");servers.add("Jetty");servers.add("Undertow");servers.add("Resin");

3. Java 8 中 Collectors 的方法

Collectors 提供了一系列的静态方法供我们使用，通常情况我们静态导入即可使用。接下来我们来看看都提供了哪些方法吧。

3.1 类型归纳

这是一个系列，作用是将元素分别归纳进可变容器 List、Map、Set、Collection 或者ConcurrentMap 。

    Collectors.toList();Collectors.toMap();Collectors.toSet();Collectors.toCollection();Collectors.toConcurrentMap();

我们可以根据以上提供的 API 使用 Stream 的 collect 方法中的转换为熟悉的集合容器。非常简单这里不再演示。

3.2 joining

将元素以某种规则连接起来。该方法有三种重载 joining(CharSequence delimiter) 和 joining(CharSequence delimiter,CharSequence prefix,CharSequence suffix)

 //   输出 FelordcnTomcatJettyUndertowResinservers.stream().collect(Collectors.joining());//   输出 Felordcn,Tomcat,Jetty,Undertow,Resinservers.stream().collect(Collectors.joining("," ));//   输出 [Felordcn,Tomcat,Jetty,Undertow,Resin]servers.stream().collect(Collectors.joining(",", "[", "]"));

用的比较多的是读取 HttpServletRequest 中的 body ：

  HttpServletRequest.getReader().lines().collect(Collectors.joining());

3.3 collectingAndThen

该方法先执行了一个归纳操作，然后再对归纳的结果进行 Function 函数处理输出一个新的结果。

 // 比如我们将servers joining 然后转成大写，结果为： FELORDCN,TOMCAT,JETTY,UNDERTOW,RESIN   servers.stream.collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.joining(","), String::toUpperCase));

3.4 groupingBy

按照条件对元素进行分组，和 SQL 中的 group by 用法有异曲同工之妙，通常也建议使用 Java 进行分组处理以减轻数据库压力。groupingBy 也有三个重载方法
我们将 servers 按照长度进行分组:

// 按照字符串长度进行分组    符合条件的元素将组成一个 List 映射到以条件长度为key 的 Map<Integer, List<String>> 中
servers.stream.collect(Collectors.groupingBy(String::length))

如果我不想 Map 的 value 为 List 怎么办？ 上面的实现实际上调用了下面的方式：

 //Map<Integer, Set<String>>servers.stream.collect(Collectors.groupingBy(String::length, Collectors.toSet()))

我要考虑同步安全问题怎么办？ 当然使用线程安全的同步容器啊，那前两种都用不成了吧！ 别急！ 我们来推断一下，其实第二种等同于下面的写法:

 Supplier<Map<Integer,Set<String>>> mapSupplier = HashMap::new;Map<Integer,Set<String>> collect = servers.stream.collect(Collectors.groupingBy(String::length, mapSupplier, Collectors.toSet()));

这就非常好办了，我们提供一个同步 Map 不就行了，于是问题解决了：

 Supplier<Map<Integer, Set<String>>> mapSupplier = () -> Collections.synchronizedMap(new HashMap<>());Map<Integer, Set<String>> collect = servers.stream.collect(Collectors.groupingBy(String::length, mapSupplier, Collectors.toSet()));

其实同步安全问题 Collectors 的另一个方法 groupingByConcurrent 给我们提供了解决方案。用法和 groupingBy 差不多。

3.5 partitioningBy

partitioningBy 我们在本文开头的提到的文章中已经见识过了，可以看作 groupingBy 的一个特例，基于断言（Predicate）策略分组。这里不再举例说明。

3.6 counting

该方法归纳元素的的数量，非常简单，不再举例说明。

3.7 maxBy/minBy

这两个方法分别提供了查找大小元素的操作，它们基于比较器接口 Comparator 来比较 ，返回的是一个 Optional 对象。 我们来获取 servers 中最小长度的元素:

 // Jetty  
Optional<String> min = servers.stream.collect(Collectors.minBy(Comparator.comparingInt(String::length)));

这里其实 Resin 长度也是最小，这里遵循了 "先入为主" 的原则 。当然 Stream.min() 可以很方便的获取最小长度的元素。maxBy 同样的道理。

3.8 summingInt/Double/Long

用来做累加计算。计算元素某个属性的总和,类似 Mysql 的 sum 函数，比如计算各个项目的盈利总和、计算本月的全部工资总和等等。我们这里就计算一下 servers 中字符串的长度之和 （为了举例不考虑其它写法）。

 // 总长度 32 servers.stream.collect(Collectors.summingInt(s -> s.length()));

3.9 summarizingInt/Double/Long

如果我们对 3.6章节-3.8章节 的操作结果都要怎么办？难不成我们搞5个 Stream 流吗？ 所以就有了 summarizingInt、summarizingDouble、summarizingLong 三个方法。
这三个方法通过对元素某个属性的提取，会返回对元素该属性的统计数据对象，分别对应 IntSummaryStatistics、DoubleSummaryStatistics、LongSummaryStatistics。我们对 servers 中元素的长度进行统计：

 DoubleSummaryStatistics doubleSummaryStatistics = servers.stream.collect(Collectors.summarizingDouble(String::length));// {count=5, sum=32.000000, min=5.000000, average=6.400000, max=8.000000}System.out.println("doubleSummaryStatistics.toString() = " + doubleSummaryStatistics.toString());

结果 DoubleSummaryStatistics 中包含了 总数，总和，最小值，最大值，平均值 五个指标。

3.10 mapping

该方法是先对元素使用 Function 进行再加工操作，然后用另一个Collector 归纳。比如我们先去掉 servers 中元素的首字母，然后将它们装入 List 。

 // [elordcn, omcat, etty, ndertow, esin]servers.stream.collect(Collectors.mapping(s -> s.substring(1), Collectors.toList()));

有点类似 Stream 先进行了 map 操作再进行 collect ：

 servers.stream.map(s -> s.substring(1)).collect(Collectors.toList());

3.11 reducing

这个方法非常有用！但是如果要了解这个就必须了解其参数 BinaryOperator<T> 。 这是一个函数式接口，是给两个相同类型的量，返回一个跟这两个量相同类型的一个结果，伪表达式为 (T,T) -> T。默认给了两个实现 maxBy 和 minBy ，根据比较器来比较大小并分别返回最大值或者最小值。当然你可以灵活定制。然后 reducing 就很好理解了，元素两两之间进行比较根据策略淘汰一个，随着轮次的进行元素个数就是 reduce 的。那这个有什么用处呢？ Java 官方给了一个例子：统计每个城市个子最高的人。

  Comparator<Person> byHeight = Comparator.comparing(Person::getHeight);Map<String, Optional<Person>> tallestByCity = people.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getCity, Collectors.reducing(BinaryOperator.maxBy(byHeight))));

结合最开始给的例子你可以使用 reducing 找出最长的字符串试试。

上面这一层是根据 Height 属性找最高的 Person ，而且如果这个属性没有初始化值或者没有数据，很有可能拿不到结果所以给出的是 Optional<Person>。 如果我们给出了 identity 作一个基准值，那么我们首先会跟这个基准值进行 BinaryOperator 操作。
比如我们给出高于 2 米 的人作为 identity。 我们就可以统计每个城市不低于 2 米 而且最高的那个人，当然如果该城市没有人高于 2 米则返回基准值identity ：

 Comparator<Person> byHeight = Comparator.comparing(Person::getHeight);Person identity= new Person();identity.setHeight(2.);identity.setName("identity");Map<String, Person> collect = persons.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getCity, Collectors.reducing(identity, BinaryOperator.maxBy(byHeight))));

这时候就确定一定会返回一个 Person 了，最起码会是基准值identity 不再是 Optional 。

还有些情况，我们想在 reducing 的时候把 Person 的身高先四舍五入一下。这就需要我们做一个映射处理。定义一个 Function<? super T, ? extends U> mapper 来干这个活。那么上面的逻辑就可以变更为：

   Comparator<Person> byHeight = Comparator.comparing(Person::getHeight);Person identity = new Person();identity.setHeight(2.);identity.setName("identity");// 定义映射 处理 四舍五入Function<Person, Person> mapper = ps -> {Double height = ps.getHeight();BigDecimal decimal = new BigDecimal(height);Double d = decimal.setScale(1, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();ps.setHeight(d);return ps;};Map<String, Person> collect = persons.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getCity, Collectors.reducing(identity, mapper, BinaryOperator.maxBy(byHeight))));

4. 总结

今天我们对 Java 8 中的 Collectors 进行了详细的讲解。如果你熟悉了 Collectors 操作 Stream 会更加得心应手。当然在 Java 8 之后的 Java 9 和 Java 12 中 Collectors 都有新增的功能， 后面有时间我们会继续进行讲解。敬请关注！

这篇关于Java 8 Stream 的终极技巧——Collectors 操作的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/727267。

相关文章

Ilya-AI分享的他在OpenAI学习到的15个提示工程技巧

Ilya-AI分享的他在OpenAI学习到的15个提示工程技巧

Ilya（不是本人，claude AI）在社交媒体上分享了他在OpenAI学习到的15个Prompt撰写技巧。 以下是详细的内容： 提示精确化:在编写提示时,力求表达清晰准确。清楚地阐述任务需求和概念定义至关重要。例:不用"分析文本",而用"判断这段话的情感倾向:积极、消极还是中性"。 快速迭代:善于快速连续调整提示。熟练的提示工程师能够灵活地进行多轮优化。例:从"总结文章"到"用
阅读更多...
JVM 的类初始化机制

JVM 的类初始化机制

前言 当你在 Java 程序中new对象时，有没有考虑过 JVM 是如何把静态的字节码（byte code）转化为运行时对象的呢，这个问题看似简单，但清楚的同学相信也不会太多，这篇文章首先介绍 JVM 类初始化的机制，然后给出几个易出错的实例来分析，帮助大家更好理解这个知识点。 JVM 将字节码转化为运行时对象分为三个阶段，分别是：loading 、Linking、initialization
阅读更多...
Spring Security 基于表达式的权限控制

Spring Security 基于表达式的权限控制

前言 spring security 3.0已经可以使用spring el表达式来控制授权，允许在表达式中使用复杂的布尔逻辑来控制访问的权限。 常见的表达式 Spring Security可用表达式对象的基类是SecurityExpressionRoot。 表达式描述hasRole([role])用户拥有制定的角色时返回true （Spring security默认会带有ROLE_前缀）,去
阅读更多...
浅析Spring Security认证过程

浅析Spring Security认证过程

类图 为了方便理解Spring Security认证流程，特意画了如下的类图，包含相关的核心认证类 概述 核心验证器 AuthenticationManager 该对象提供了认证方法的入口，接收一个Authentiaton对象作为参数; public interface AuthenticationManager {Authentication authenticate(Authenti
阅读更多...
Spring Security--Architecture Overview

Spring Security--Architecture Overview

1 核心组件 这一节主要介绍一些在Spring Security中常见且核心的Java类，它们之间的依赖，构建起了整个框架。想要理解整个架构，最起码得对这些类眼熟。 1.1 SecurityContextHolder SecurityContextHolder用于存储安全上下文（security context）的信息。当前操作的用户是谁，该用户是否已经被认证，他拥有哪些角色权限…这些都被保
阅读更多...
Spring Security基于数据库验证流程详解

Spring Security基于数据库验证流程详解

Spring Security 校验流程图 相关解释说明（认真看哦） AbstractAuthenticationProcessingFilter 抽象类 /*** 调用 #requiresAuthentication(HttpServletRequest, HttpServletResponse) 决定是否需要进行验证操作。* 如果需要验证，则会调用 #attemptAuthentica
阅读更多...
Spring Security 从入门到进阶系列教程

Spring Security 从入门到进阶系列教程

Spring Security 入门系列 《保护 Web 应用的安全》 《Spring-Security-入门（一）：登录与退出》 《Spring-Security-入门（二）：基于数据库验证》 《Spring-Security-入门（三）：密码加密》 《Spring-Security-入门（四）：自定义-Filter》 《Spring-Security-入门（五）：在 Sprin
阅读更多...
Java架构师知识体认识

Java架构师知识体认识

源码分析 常用设计模式 Proxy代理模式Factory工厂模式Singleton单例模式Delegate委派模式Strategy策略模式Prototype原型模式Template模板模式 Spring5 beans 接口实例化代理Bean操作 Context Ioc容器设计原理及高级特性Aop设计原理Factorybean与Beanfactory Transaction 声明式事物
阅读更多...
Java进阶13讲__第12讲_1/2

Java进阶13讲__第12讲_1/2

多线程、线程池 1.  线程概念 1.1  什么是线程 1.2  线程的好处 2.   创建线程的三种方式 注意事项 2.1  继承Thread类 2.1.1 认识  2.1.2  编码实现  package cn.hdc.oop10.Thread;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory
阅读更多...
JAVA智听未来一站式有声阅读平台听书系统小程序源码

JAVA智听未来一站式有声阅读平台听书系统小程序源码

智听未来，一站式有声阅读平台听书系统 🌟&nbsp;开篇：遇见未来，从“智听”开始 在这个快节奏的时代，你是否渴望在忙碌的间隙，找到一片属于自己的宁静角落？是否梦想着能随时随地，沉浸在知识的海洋，或是故事的奇幻世界里？今天，就让我带你一起探索“智听未来”——这一站式有声阅读平台听书系统，它正悄悄改变着我们的阅读方式，让未来触手可及！ 📚&nbsp;第一站：海量资源，应有尽有 走进“智听
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2