【Java8实战】用流收集数据

落日映苍穹つ 2023-06-30 06:47 14阅读 0赞

#### 引言 ####

通过前面的学习，我们知道了，流可以用类似于数据库的操作处理集合。它们支持两种类型的操作：中间操作（如filter或map）和 终端操作（如count、findFirst、forEach和reduce）。

中间操作可以链接起来，将一个流转换为另一个流。这些操作不会消耗流，其目的是建立一个流水线。与此相反，终端操作会消耗流，以产生一个终结果，例如返回流中的最大元素。

本篇博客主要介绍collect的使用，前面也接触过它的终端操作，主要是用来把Stream中所有的元素结合成一个List。下面主要是学习它的归约操作，就像reduce一样可以接受各种做法作为参数，将流中的元素累积成一个汇总结果。

#### Collectors方法 ####

下面先通过一张表格，看一下Collectors类中给我们提供了哪些方法：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法名称</th> 
   <th>返回类型</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>toList</td> 
   <td>List</td> 
   <td>把流中所有项目收集到一个 List</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>toSet</td> 
   <td>Set</td> 
   <td>把流中所有项目收集到一个 Set，删除重复项</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>toCollection</td> 
   <td>Collection</td> 
   <td>把流中所有项目收集到给定的供应源创建的集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>counting</td> 
   <td>Long</td> 
   <td>计算流中元素的个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>summingInt</td> 
   <td>Integer</td> 
   <td>对流中项目的一个整数属性求和</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>averagingInt</td> 
   <td>Double</td> 
   <td>计算流中项目 Integer 属性的平均值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>summarizingInt</td> 
   <td>IntSummaryStatistics</td> 
   <td>收集关于流中项目 Integer 属性的统计值，例如大、小、 总和与平均值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>joining</td> 
   <td>String</td> 
   <td>连接对流中每个项目调用 toString 方法所生成的字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>maxBy</td> 
   <td>Optional </td> 
   <td>一个包裹了流中按照给定比较器选出的大元素的 Optional， 或如果流为空则为 Optional.empty()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>minBy</td> 
   <td>Optional</td> 
   <td>一个包裹了流中按照给定比较器选出的小元素的 Optional，或如果流为空则为 Optional.empty()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>reducing</td> 
   <td>归约操作产生的类型</td> 
   <td>从一个作为累加器的初始值开始，利用 BinaryOperator 与流 中的元素逐个结合，从而将流归约为单个值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>collectingAndThen</td> 
   <td>转换函数返回的类型</td> 
   <td>包裹另一个收集器，对其结果应用转换函数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>groupingBy</td> 
   <td>Map&lt;K, List&gt;</td> 
   <td>根据项目的一个属性的值对流中的项目作问组，并将属性值作 为结果 Map 的键</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>partitioningBy</td> 
   <td>Map&lt;Boolean,List&gt;</td> 
   <td>根据对流中每个项目应用谓词的结果来对项目进行分区</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 代码实例 ####

下面就通过一些实例，来实践一下上面的方法：

**(1) 计算总数**

//counting
    long howManyDishes = menu.stream().collect(Collectors.counting());
    System.out.println(howManyDishes);
    //count
    long howManyDishes2 = menu.stream().count();
    System.out.println(howManyDishes2);

计算集合的数量，我们可以使用Collectors的counting方法，也可以直接使用stream下的count方法。

**(2) 最大值和最小值**

//热量最高和最低
    Comparator<Dish> dishCaloriesComparator = Comparator.comparingInt(Dish::getCalories);
    Optional<Dish> mostCalorieDish = menu.stream().collect(maxBy(dishCaloriesComparator));
    Optional<Dish> lessCalorieDish = menu.stream().collect(minBy(dishCaloriesComparator));
    System.out.println(mostCalorieDish);
    System.out.println(lessCalorieDish);

maxBy和minBy可分别用来计算集合中的最大值和最小值

**(3) 总和**

int totalCalories = menu.stream().collect(summingInt(Dish::getCalories));
    System.out.println(totalCalories);

summingInt可接受一 个把对象映射为求和所需int的函数，并返回一个收集器。除了int类型，Collectors.summingLong和Collectors.summingDouble方法的作用完全一样，可以用于求和字段为long或double的情况。

**(4) 平均值**

double avgCalories = menu.stream().collect(averagingInt(Dish::getCalories));
    System.out.println(avgCalories);

Collectors.averagingInt，连同对应的averagingLong和 averagingDouble可以计算数值的平均数。

**(5) 统计数据**

IntSummaryStatistics menuStatistics = menu.stream().collect(summarizingInt(Dish::getCalories));
    System.out.println(menuStatistics);

很多时候，我们可能需要总和、平均值等多个结果，我们可以通过一次summarizing操作就可以得到数据的总和、平均值、最大值和最小值。

同样，相应的summarizingLong和summarizingDouble工厂方法有相关的LongSummary- Statistics和DoubleSummaryStatistics类型，适用于收集的属性是原始类型long或 double的情况。

**(6) 连接字符串**

String shortMenu = menu.stream().map(Dish::getName).collect(joining());
    System.out.println(shortMenu);

joining工厂方法返回的收集器会把对流中每一个对象应用toString方法得到的所有字符串连接成一个字符串。

上面的结果并不便于查看，所以，我们可以选择元素之间按指定的符号进行分割：

String shortMenuSplit = menu.stream().map(Dish::getName).collect(joining(", "));
    System.out.println(shortMenuSplit);

**(7) 分组**

*  直接按类型进行分组，返回的结果为Map，Map的key为类型，value为对应的菜肴：

Map<Dish.Type, List<Dish>> dishesByType = menu.stream().collect(groupingBy(Dish::getType));
    System.out.println(dishesByType);

*  按热量，进行分组，返回的结果为Map，Map的key为自己定义的类型，value为对应的菜肴：

Map<CaloricLevel, List<Dish>> dishesByCaloricLevel = menu.stream().collect(
                      groupingBy(dish -> {
                      if (dish.getCalories() <= 400) return CaloricLevel.DIET;
                      else if (dish.getCalories() <= 700) return  CaloricLevel.NORMAL;
                      else return CaloricLevel.FAT;          } ));
    System.out.println(dishesByCaloricLevel);

*  如果需要同时按类型和热量分组，怎么做？使用两次groupBy就能实现：

Map<Dish.Type, Map<CaloricLevel, List<Dish>>> dishesByTypeCaloricLevel = menu.stream().collect(
            groupingBy(Dish::getType,
            groupingBy(dish -> {if (dish.getCalories() <= 400) return CaloricLevel.DIET;
            else if (dish.getCalories() <= 700) return CaloricLevel.NORMAL;
            else return CaloricLevel.FAT;} )) );
    System.out.println(dishesByTypeCaloricLevel);

*  在子组中查找数据，先按类型groupBy，再用collectingAndThen查出每类中最大热量的食物：

Map<Dish.Type, Dish> mostCaloricByType =  menu.stream().collect(
                    groupingBy(Dish::getType,
                            collectingAndThen(
                                    maxBy(comparingInt(Dish::getCalories)),
                                    Optional::get)));
    System.out.println("10:" + mostCaloricByType);

**(8) 分区**

*  将素食与非素食分开，返回的结果为Map，Map的key为是否为素食的值（true/false)，value为名称集合

Map<Boolean,List<Dish>> vegetarianDishes = menu.stream().collect(partitioningBy(Dish::isVegetarian));
    System.out.println(vegetarianDishes);

若我们需要得到所有素食，可以通过操作Map的结果get(true)得到对应的List：

List<Dish> vegetarianList = vegetarianDishes.get(true);
    System.out.println(vegetarianList);

或者我们也可以通过之前用到的filter直接过滤出List结果集：

List<Dish> vegetarianFilter = menu.stream().filter(Dish::isVegetarian).collect(toList());
    System.out.println(vegetarianFilter);

*  分区与分组结合使用，先按是否是素食分区，再将结果按类型分组：

Map<Boolean, Map<Dish.Type, List<Dish>>> vegetarianDishesByType = menu.stream().collect(partitioningBy(Dish::isVegetarian,groupingBy(Dish::getType)));
    System.out.println("12:" + vegetarianDishesByType);

#### 总结 ####

通过本篇博客的总结学习，和java7的代码相比，很容易感受到代码简化了很多。以上代码示例，已更新至github，地址：[java8Collect学习][java8Collect]

[java8Collect]: https://github.com/huzhiting/java8-learning.git