Java 8中的Collectors API介绍

目录

• Stream.Collect() 方法
• Collectors
• Collectors.ToList()
• Collectors.ToUnmodifiableList()
• Collectors.ToSet()
• Collectors.ToUnmodifiableSet()
• Collectors.ToCollection()
• Collectors.ToMap()
• Collectors.ToUnmodifiableMap()
• Collectors.CollectingAndThen()
• Collectors.Joining()
• Collectors.Counting()
• Collectors.SummarizingDouble/Long/Int()
• Collectors.AveragingDouble/Long/Int()
• Collectors.SummingDouble/Long/Int()
• Collectors.MaxBy()/MinBy()
• Collectors.GroupingBy()
• Collectors.PartitioningBy()
• Collectors.Teeing()
• Custom Collectors

Stream.Collect() 方法

Stream.collect()是Java 8的流API的终端方法之一。它允许我们对流实例中保存的数据元素执行可变折叠操作（将元素重新打包到某些数据结构，并应用一些附加逻辑，将它们连接起来，等等）。

此操作的策略通过收集器接口实现提供。

Collectors

所有预定义的实现都可以在Collectors类中找到。通常使用以下静态导入来提高可读性：

import static java.util.stream.Collectors.*;

我们也可以使用我们选择的单一导入收集器collectors：

import static java.util.stream.Collectors.toList;
import static java.util.stream.Collectors.toMap;
import static java.util.stream.Collectors.toSet;

在以下示例中，我们将重用以下list：

List<String> givenList = Arrays.asList("a", "bb", "ccc", "dd");

Collectors.ToList()

toList收集器可用于将所有流元素收集到列表实例中。需要记住的重要一点是，我们不能用这种方法假设任何特定的列表实现。如果我们想对此有更多的控制，我们可以使用toCollection。

让我们创建一个表示元素序列的流实例，然后将它们收集到一个列表实例中：

List<String> result = givenList.stream()
  .collect(toList());

Collectors.ToUnmodifiableList()

Java 10引入了一种方便的方法，将流元素累积到一个不可修改的列表中：

List<String> result = givenList.stream()
  .collect(toUnmodifiableList());

现在，如果我们试图修改结果列表，我们将得到一个UnsupportedOperationException：

assertThatThrownBy(() -> result.add("foo"))
  .isInstanceOf(UnsupportedOperationException.class);

Collectors.ToSet()

toSet收集器可用于将所有流元素收集到集合实例中。需要记住的重要一点是，我们不能用这种方法假设任何特定的集合实现。如果我们想对此有更多的控制，我们可以使用toCollection。

让我们创建一个表示元素序列的流实例，然后将它们收集到一个集合实例中：

Set<String> result = givenList.stream()
  .collect(toSet());

集合不包含重复的元素。如果我们的集合包含彼此相等的元素，则它们只在结果集中出现一次：

List<String> listWithDuplicates = Arrays.asList("a", "bb", "c", "d", "bb");
Set<String> result = listWithDuplicates.stream().collect(toSet());
assertThat(result).hasSize(4);

Collectors.ToUnmodifiableSet()

自Java 10以来，我们可以使用toUnmodifiableSet（）收集器轻松创建一个不可修改的集：

Set<String> result = givenList.stream()
  .collect(toUnmodifiableSet());

任何修改结果集的尝试都将以不支持操作异常告终：

assertThatThrownBy(() -> result.add("foo"))
  .isInstanceOf(UnsupportedOperationException.class);

Collectors.ToCollection()

正如我们已经指出的，在使用toSet和toList收集器时，我们不能对它们的实现进行任何假设。如果我们想使用自定义实现，我们需要将toCollection收集器与我们选择的提供的集合一起使用。

让我们创建一个表示元素序列的流实例，然后将它们收集到LinkedList实例中：

List<String> result = givenList.stream()
  .collect(toCollection(LinkedList::new))

请注意，这不适用于任何不可变的集合。在这种情况下，我们需要编写自定义收集器实现或使用CollectionAndThen。

Collectors.ToMap()

toMap收集器可用于将流元素收集到映射实例中。为此，我们需要提供两个功能：

• keyMapper
• valueMapper

我们将使用keyMapper从流元素中提取映射键，使用valueMapper提取与给定键关联的值。

让我们将这些元素收集到一个映射中，该映射将字符串存储为键，长度存储为值：

Map<String, Integer> result = givenList.stream()
  .collect(toMap(Function.identity(), String::length))

Function.identity()只是定义接受并返回相同值的函数的快捷方式。

那么，如果我们的集合包含重复的元素，会发生什么呢？与toSet相反，toMap不会默默地过滤重复项，这是可以理解的，因为它如何确定为该键选择哪个值？

List<String> listWithDuplicates = Arrays.asList("a", "bb", "c", "d", "bb");
assertThatThrownBy(() -> {
    listWithDuplicates.stream().collect(toMap(Function.identity(), String::length));
}).isInstanceOf(IllegalStateException.class);

请注意，toMap甚至不计算这些值是否相等。如果它看到重复的key，它会立即抛出一个非法状态异常。

在key冲突的情况下，我们应该使用另一个签名的toMap：

Map<String, Integer> result = givenList.stream()
  .collect(toMap(Function.identity(), String::length, (item, identicalItem) -> item));

这里的第三个参数是BinaryOperator，我们可以在其中指定希望如何处理碰撞。在本例中，我们只选择这两个冲突的值中的任何一个，因为我们知道相同的字符串也总是具有相同的长度。

Collectors.ToUnmodifiableMap()

与列表和集合类似，Java 10引入了一种将流元素收集到不可修改映射中的简单方法：

Map<String, Integer> result = givenList.stream()
  .collect(toMap(Function.identity(), String::length))

正如我们所见，如果我们试图在结果映射中添加一个新条目，我们将得到一个不支持的操作异常：

assertThatThrownBy(() -> result.put("foo", 3))
  .isInstanceOf(UnsupportedOperationException.class);

Collectors.CollectingAndThen()

CollectionAndThen是一个特殊的收集器，允许我们在收集结束后立即对结果执行另一个操作。

让我们将流元素收集到列表实例，然后将结果转换为ImmutableList实例：

List<String> result = givenList.stream()
  .collect(collectingAndThen(toList(), ImmutableList::copyOf))

Collectors.Joining()

Joining收集器可用于joining Stream<String> 元素。

我们可以通过以下方式将它们结合在一起：

String result = givenList.stream()
  .collect(joining());

结果：

"abbcccdd"

我们还可以指定自定义分隔符、前缀和后缀：

String result = givenList.stream()
  .collect(joining(" "));

结果：

"a bb ccc dd"

也可这样写：

String result = givenList.stream()
  .collect(joining(" ", "PRE-", "-POST"));

结果：

"PRE-a bb ccc dd-POST"

Collectors.Counting()

Counting是一个简单的收集器，允许对所有流元素进行计数。

现在我们可以写：

Long result = givenList.stream()
  .collect(counting());

Collectors.SummarizingDouble/Long/Int()

SummaringDouble/Long/Int是一个收集器，它返回一个特殊的类，该类包含有关提取元素流中数字数据的统计信息。

我们可以通过以下操作获得有关字符串长度的信息：

DoubleSummaryStatistics result = givenList.stream()
  .collect(summarizingDouble(String::length));

在这种情况下，以下是正确的：

assertThat(result.getAverage()).isEqualTo(2);
assertThat(result.getCount()).isEqualTo(4);
assertThat(result.getMax()).isEqualTo(3);
assertThat(result.getMin()).isEqualTo(1);
assertThat(result.getSum()).isEqualTo(8);

Collectors.AveragingDouble/Long/Int()

AveragingDouble/Long/Int是一个收集器，它只返回提取元素的平均值。

我们可以通过以下操作获得平均字符串长度：

Double result = givenList.stream()
  .collect(averagingDouble(String::length));

Collectors.SummingDouble/Long/Int()

SummingDouble/Long/Int是一个收集器，它只返回提取元素的总和。

我们可以通过以下操作得到所有字符串长度的总和：

Double result = givenList.stream()
  .collect(summingDouble(String::length));

Collectors.MaxBy()/MinBy()

MaxBy/MinBy收集器根据提供的比较器实例返回流的最大/最小元素。

我们可以通过以下方式选择最大的元素：

Optional<String> result = givenList.stream()
  .collect(maxBy(Comparator.naturalOrder()));

我们可以看到返回的值被包装在一个可选的实例中。这迫使用户重新考虑空的收集角落案例。

Collectors.GroupingBy()

GroupingBy collector用于按某些属性对对象进行分组，然后将结果存储在Map实例中。

我们可以按字符串长度对它们进行分组，并将分组结果存储在集合实例中：

Map<Integer, Set<String>> result = givenList.stream()
  .collect(groupingBy(String::length, toSet()));

结果是true：

assertThat(result)
  .containsEntry(1, newHashSet("a"))
  .containsEntry(2, newHashSet("bb", "dd"))
  .containsEntry(3, newHashSet("ccc"));

我们可以看到groupingBy方法的第二个参数是收集器。此外，我们可以自由使用我们选择的任何收集器。

Collectors.PartitioningBy()

PartitioningBy是groupingBy的一种特殊情况，它接受谓词实例，然后将流元素收集到Map实例中，Map实例将布尔值存储为键，将集合存储为值。在“true”键下，我们可以找到与给定谓词匹配的元素集合，在“false”键下，我们可以找到与给定谓词不匹配的元素集合。

我们可以写：

Map<Boolean, List<String>> result = givenList.stream()
  .collect(partitioningBy(s -> s.length() > 2))

在Map中的结果：

{false=["a", "bb", "dd"], true=["ccc"]}

Collectors.Teeing()

让我们使用到目前为止所学的收集器，从给定流中找出最大和最小数：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(42, 4, 2, 24);
Optional<Integer> min = numbers.stream().collect(minBy(Integer::compareTo));
Optional<Integer> max = numbers.stream().collect(maxBy(Integer::compareTo));
// do something useful with min and max

在这里，我们使用两个不同的收集器，然后将这两个收集器的结果结合起来，创造出一些有意义的东西。在Java12之前，为了涵盖此类用例，我们必须对给定流进行两次操作，将中间结果存储到临时变量中，然后将这些结果合并。

幸运的是，Java12提供了一个内置收集器，代表我们处理这些步骤；我们所要做的就是提供两个采集器和组合器功能。

由于这种新的收集器将给定的流转向两个不同的方向，因此称为T形：

numbers.stream().collect(teeing(
  minBy(Integer::compareTo), // The first collector
  maxBy(Integer::compareTo), // The second collector
  (min, max) -> // Receives the result from those collectors and combines them
));

Custom Collectors

如果我们想编写自己的收集器实现，我们需要实现收集器接口，并指定其三个通用参数：

public interface Collector<T, A, R> {...}

• T–可供收集的对象类型
• A–可变累加器对象的类型
• R–最终结果的类型

让我们编写一个示例收集器，用于将元素收集到ImmutableSet实例中。我们首先指定正确的类型：

private class ImmutableSetCollector<T>
  implements Collector<T, ImmutableSet.Builder<T>, ImmutableSet<T>> {...}

因为我们需要一个可变集合来处理内部集合操作，所以不能使用ImmutableSet。相反，我们需要使用一些其他可变集合，或任何其他可以临时为我们积累对象的类。在这种情况下，我们将使用ImmutableSet。现在我们需要实现5种方法：

• Supplier<ImmutableSet.Builder<T>> supplier()
• BiConsumer<ImmutableSet.Builder<T>, T> accumulator()
• BinaryOperator<ImmutableSet.Builder<T>> combiner()
• Function<ImmutableSet.Builder<T>, ImmutableSet<T>> finisher()
• Set<Characteristics> characteristics()

supplier()方法返回一个生成空累加器实例的Supplier实例。所以在这种情况下，我们可以简单地写：

@Override
public Supplier<ImmutableSet.Builder<T>> supplier() {
    return ImmutableSet::builder;
}

acculator（）方法返回一个函数，该函数用于向现有acculator对象添加新元素。让我们使用生成器的add方法：

@Override
public BiConsumer<ImmutableSet.Builder<T>, T> accumulator() {
    return ImmutableSet.Builder::add;
}

combiner（）方法返回一个用于将两个累加器合并在一起的函数：

@Override
public BinaryOperator<ImmutableSet.Builder<T>> combiner() {
    return (left, right) -> left.addAll(right.build());
}

finisher（）方法返回一个函数，用于将累加器转换为最终结果类型。所以在这种情况下，我们只使用Builder的构建方法：

@Override
public Function<ImmutableSet.Builder<T>, ImmutableSet<T>> finisher() {
    return ImmutableSet.Builder::build;
}

characteristics（）方法用于为Stream提供一些用于内部优化的附加信息。在这种情况下，我们不会注意元素在集合中的顺序。

@Override public Set<Characteristics> characteristics() {
    return Sets.immutableEnumSet(Characteristics.UNORDERED);
}

以下是完整的实现和用法：

public class ImmutableSetCollector<T>
  implements Collector<T, ImmutableSet.Builder<T>, ImmutableSet<T>> {

@Override
public Supplier<ImmutableSet.Builder<T>> supplier() {
    return ImmutableSet::builder;
}

@Override
public BiConsumer<ImmutableSet.Builder<T>, T> accumulator() {
    return ImmutableSet.Builder::add;
}

@Override
public BinaryOperator<ImmutableSet.Builder<T>> combiner() {
    return (left, right) -> left.addAll(right.build());
}

@Override
public Function<ImmutableSet.Builder<T>, ImmutableSet<T>> finisher() {
    return ImmutableSet.Builder::build;
}

@Override
public Set<Characteristics> characteristics() {
    return Sets.immutableEnumSet(Characteristics.UNORDERED);
}

public static <T> ImmutableSetCollector<T> toImmutableSet() {
    return new ImmutableSetCollector<>();
}

最后在action中：

List<String> givenList = Arrays.asList("a", "bb", "ccc", "dddd");

ImmutableSet<String> result = givenList.stream()
  .collect(toImmutableSet());

到此这篇关于Java 8中的Collectors API介绍的文章就介绍到这了,更多相关 Collectors API 内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！