詳解Java8函數(shù)式編程之收集器的應(yīng)用
收集器
收集器是一種通用的、從流生成復(fù)雜值的結(jié)構(gòu)?？梢允褂盟鼜牧髦猩蒐ist、Set、Map等集合。 收集器都是在流的collect方法中調(diào)用，并且都在 Collectors類中。
java 的標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)提供了很多有用的收集器，當(dāng)然了，也可以自己自定義（這個(gè)對(duì)于使用者的要求很高）。
下面提供一個(gè)代碼，用于測(cè)試接下里要說(shuō)的收集器：
提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試數(shù)據(jù)
學(xué)號(hào) 姓名 性別 語(yǔ)文 數(shù)學(xué) 英語(yǔ) 物理 政治 總分
09509002 節(jié)強(qiáng) 男 86 90 90 93 90
09509003 楊青 女 90 90 82 91 92
09509006 徐剛 男 78 92 83 90 87
09509111 馬力 男 77 88 99 90 88
09509001 武向麗 女 90 78 83 94 94
09509007 張文靜 女 85 90 79 94 88
09509005 徐小紅 女 78 85 88 93 92
09509009 李姝 女 92 80 75 90 88
09509004 李文華 男 68 59 70 85 90
09509008 夏婧 女 87 65 73 91 95
09509010 王洪 男 66 48 89 70 57
Student 實(shí)體類封裝數(shù)據(jù)
package com.cdragon;
public class Student implements Comparable<Student> {
private String number;
private String name;
private String sex;
private Integer chinese;
private Integer math;
private Integer english;
private Integer physics;
private Integer politics;
//省略getter和setter方法，這個(gè)使用IDE自動(dòng)生成特別方便。
//省略toString方法，同上。
@Override
public int compareTo(Student s) {
return s.getNumber().compareTo(this.getNumber());
}
}
LoadData 類加載數(shù)據(jù)到內(nèi)存
package com.cdragon;
import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class LoadData {
public static List<Student> readFromFile(File file) {
List<Student> students = new ArrayList<>();
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(file)))) {
String record = null;
String header = br.readLine();
//對(duì)于數(shù)據(jù)的第一行頭，暫時(shí)不做處理。
while ((record = br.readLine() ) != null) {
Student s = resolveLineToStudent(record);
students.add(s);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return students;
}
private static Student resolveLineToStudent(String record) {
String[] array = record.split("\\s+"); // \\s 和 \\s+ 還是有區(qū)別的！
Student s = new Student();
s.setNumber(array[0]);
s.setName(array[1]);
s.setSex(array[2]);
s.setChinese(Integer.parseInt(array[3]));
s.setMath(Integer.parseInt(array[4]));
s.setEnglish(Integer.parseInt(array[5]));
s.setPhysics(Integer.parseInt(array[6]));
s.setPolitics(Integer.parseInt(array[7]));
return s;
}
}
收集器應(yīng)用
將流轉(zhuǎn)換成其他集合
使用收集器是可以生成其他集合的，例如生成List、Set 和 Map等，下面來(lái)分別舉例：
//生成 List
List<Student> studentList = students.stream().collect(Collectors.toList());
//生成 Set
Set<Student> studentSet = students.stream().collect(Collectors.toSet());
//生成指定集合
TreeSet<Student> studentTreeSet = students.stream().collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new));
//生成 Map
Map<String, Student> studentMap = students.stream().collect(Collectors.toMap(Student::getNumber, s->s));
studentMap.forEach((no, s)->{
System.out.println(no + "->" + s);
});
說(shuō)明：通常的 toList() 和 toSet() 方法是不指定生成集合的具體類型，這是由系統(tǒng)來(lái)選擇最合適的類型，但是有時(shí)候我們必須返回特定的類型集合，這就用到了 toCollection() 方法，這個(gè)方法可以指定需要生成的集合的類型，這是使用方法引用進(jìn)行簡(jiǎn)化代碼：TreeSet::new
測(cè)試結(jié)果：
注意：生成 Map 的方式較為復(fù)雜，因?yàn)樾枰瑫r(shí)指定鍵和值。
轉(zhuǎn)換成值
使用收集器生成一個(gè)值。
最大值和最小值
Collectors 類中的 maxBy 和 minBy 允許用戶按照某種特定順序生成一個(gè)值。它們的作用就如同它們的名字一樣，分別是尋找最大值和最小值。
我寫成一個(gè)方法，這樣調(diào)用比較方便。
/**
* 獲取單科最高分。
* */
public static Optional<Student> minOrMaxSubject(List<Student> students, Comparator<? super Student> comparator) {
return students.stream().collect(Collectors.maxBy(comparator));
}
說(shuō)明：使用 maxBy 或者 minBy 必須傳入一個(gè) Comparator 對(duì)象作為參數(shù)，即參數(shù)為一個(gè)比較器。
測(cè)試代碼
//這個(gè)文件的路徑應(yīng)該使用自己指定的
List<Student> students = LoadData.readFromFile(new File("src/grade.txt"));
//獲取數(shù)學(xué)最高分學(xué)生
Optional<Student> s1 = TestStream.minOrMaxSubject(students, Comparator.comparing(Student::getMath));
//獲取英語(yǔ)最高分
Optional<Student> s2 = TestStream.minOrMaxSubject(students, Comparator.comparing(Student::getEnglish));
System.out.println(s1.get());
System.out.println(s2.get());
測(cè)試結(jié)果
說(shuō)明：如果想要測(cè)試最低分，只要把上面的 maxBy 改成 minBy 就行了，或者直接更進(jìn)一步，修改參數(shù)為collect里面?zhèn)魅氲暮瘮?shù)，不過(guò)那樣就會(huì)顯得格外復(fù)雜，而且不止可以查最高分和最低分了。
平均值
上面看過(guò)了最大值和最小值，現(xiàn)在來(lái)看看平均值。 下面這個(gè)方法是用來(lái)求單科平均分的。
/**
* 獲取單科平均分
* */
public static double averageScore(List<Student> students, ToIntFunction<? super Student> mapper) {
return students.stream().collect(Collectors.averagingInt(mapper));
}
測(cè)試代碼
List<Student> students = LoadData.readFromFile(new File("src/grade.txt"));
double math = TestStream.averageScore(students, Student::getMath);
System.out.println("數(shù)學(xué)的單科平均分：" + math);
測(cè)試結(jié)果
數(shù)據(jù)分塊
數(shù)據(jù)分塊是指收集器將流分為兩個(gè)集合，注意分塊是只能分成兩塊。這里標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)提供了一個(gè)收集器 partitioningBy，它接受一個(gè)流，并將其分為兩個(gè)部分。返回的結(jié)果為一個(gè) Map，鍵只有兩種：true 或者 false，值是滿足對(duì)應(yīng)條件的集合。
例如我想知道某們成績(jī) 90分以上和一下的學(xué)生分別是哪些。
/**
* 以特定分?jǐn)?shù)劃分不同學(xué)生，例如90分以上（含90分）和90分一下。
* 結(jié)果是一個(gè)Map集合，只有兩個(gè)元素，true false 個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)集合。
* */
public static Map<Boolean, List<Student>> splitScore(List<Student> students, Predicate<? super Student> predicate) {
return students.stream().collect(Collectors.partitioningBy(predicate));
}
說(shuō)明：partitioningBy的參數(shù)為一個(gè) Predicate 對(duì)象，這個(gè)和過(guò)濾器的很相似，功能上可以對(duì)比學(xué)習(xí)。
測(cè)試代碼
//數(shù)學(xué)成績(jī)以90分來(lái)劃分學(xué)生
Map<Boolean, List<Student>> booleanListMap = TestStream.splitScore(students, stu->stu.getMath()>=90);
booleanListMap.forEach((bool, list)->{
System.out.println("數(shù)學(xué)成績(jī)大于90分：" + bool);
list.forEach(System.out::println);
System.out.println("========================");
});
測(cè)試結(jié)果
數(shù)據(jù)分組
數(shù)據(jù)分組是一種更為自然的分割數(shù)據(jù)操作，與將數(shù)據(jù)分成true和false兩部分不同，可以使用任意值對(duì)數(shù)據(jù)分組。比如使用性別對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。這很像SQL中的 groupBy 操作。
/**
* 數(shù)據(jù)分組
* 這里以性別來(lái)分組
* */
public static Map<String, List<Student>> groupBy(List<Student> students) {
return students.stream().collect(Collectors.groupingBy(Student::getSex));
}
測(cè)試代碼
Map<String, List<Student>> stringListMap = TestStream.groupBy(students);
stringListMap.forEach((sex, list)->{
System.out.println("性別：" + sex);
list.forEach(System.out::println);
System.out.println("============");
});
測(cè)試結(jié)果
字符串
收集流中的數(shù)據(jù)最后生成一個(gè)字符串，這是一個(gè)很平常的操作。 例如一個(gè)所有學(xué)生的姓名列表，使用傳統(tǒng)的迭代列表操作代碼如下：
/**
* 獲取所有學(xué)生姓名的字符串
* 傳統(tǒng)的迭代操作
* 格式如下：[張三，李四]
* */
public static String nameStr1(List<Student> students) {
StringBuilder builder = new StringBuilder("[");
for (Student stu : students) {
if (builder.length() > 1){
builder.append(",");
}
String name = stu.getName();
builder.append(name);
}
builder.append("]");
return builder.toString();
}
然后是使用收集器進(jìn)行操作，代碼如下： 這里我添加一些細(xì)節(jié)處理，學(xué)生的排名按照學(xué)生的總成績(jī)從高到底排列，這是很符合習(xí)慣的。
/**
* 獲取所有學(xué)生姓名的字符串
* 函數(shù)式方法
* 格式如下：[張三，李四]
*
* 注意，他只能連接字符串，所有這里使用 map 操作，將 Student 轉(zhuǎn)成 String（學(xué)生姓名）
* */
public static String nameStr2(List<Student> students) {
return students.stream()
.sorted(Comparator.comparing(s -> {
return s.getChinese() + s.getMath() + s.getEnglish()
+ s.getPhysics() + s.getPolitics();
}, Comparator.reverseOrder())) //(sum1, sum2)-> sum2.compareTo(sum1)
.map(Student::getName)
.collect(Collectors.joining(",","[","]"));
}
說(shuō)明：這里的 sorted 需要傳入一個(gè) Comparator 對(duì)象，但是可以使用靜態(tài)方法 Compring 進(jìn)行簡(jiǎn)化，但是它只是指定需要排序的標(biāo)準(zhǔn)，并沒(méi)有說(shuō)是從小到大還是從大到小，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)，這個(gè)是默認(rèn)的：大小到大排序。但是我需要的是使用從大到小，然后發(fā)現(xiàn)原來(lái) compring 還有重載方法，具有兩個(gè)參數(shù)，另一個(gè)參數(shù)是可以指定大小順序的，所以第二個(gè)參數(shù)我傳入了一個(gè) Lambda 表達(dá)式：
(sum1, sum2)-> sum2.compareTo(sum1)
但是如果這樣使用的話，還不如直接使用 Lambda 表達(dá)式創(chuàng)建 Comparator 對(duì)象方便呢，后來(lái)發(fā)現(xiàn)這個(gè) IDE 比較智能，它指出這句代碼，可以被替換為：
Comparator.reverseOrder();// 看意思就知道是 反序的意思。
這樣看來(lái)使用 Comparator 靜態(tài)的 comparing 方法還是比直接創(chuàng)建 Comparator 對(duì)象簡(jiǎn)單一些。
注意：如果不需要排序的話，就只有一個(gè)map方法和join方法了。這個(gè)map方法的作用是映射（我一開始把它和map集合總是搞混了），將Student對(duì)象映射為name字符串，然后使用 join 方法進(jìn)行連接。
組合收集器
收集器還可以組合起來(lái)使用，這個(gè)和 SQL 感覺(jué)更像了，幾乎具有函數(shù)式編程的語(yǔ)言，都有SQL那種處理數(shù)據(jù)的方式，例如最大值、最小值和分組等操作。 考慮對(duì)于學(xué)生按照性別分組，然后再分別統(tǒng)計(jì)男女生的人數(shù)。（這個(gè)在 SQL 里面也是一個(gè)基本的練習(xí)。）
/**
* 組合收集器
* 這里以性別來(lái)分組，再分別計(jì)數(shù)
* */
public static Map<String, Long> combination(List<Student> students) {
return students.stream().collect(Collectors.groupingBy(Student::getSex, Collectors.counting()));
}
測(cè)試代碼
Map<String, Long> stringLongMap = TestStream.combination(students);
stringLongMap.forEach((sex, count)->{
System.out.println("性別：" + sex + ", 人數(shù)：" + count);
});
測(cè)試結(jié)果
使用流的其他操作
對(duì)于流的使用，應(yīng)該達(dá)到一個(gè)較為熟練的地步，但是由于沒(méi)有什么機(jī)會(huì)實(shí)踐，還是比較陌生。下面介紹幾個(gè)我寫的方法，來(lái)看看流的操作：
//通過(guò)過(guò)濾器選擇特定的學(xué)生，過(guò)濾器用于過(guò)濾，然后選擇第一個(gè)學(xué)生。
//這里應(yīng)該加一個(gè)排序操作比較好。
public static Optional<Student> selectStudent(List<Student> students, Predicate<? super Student> pre) {
return students.stream().filter(pre).findFirst();
}
public static List<Student> orderBy(List<Student> students, Comparator<? super Student> comparator) {
if (comparator != null){
return students.stream().sorted(comparator).collect(Collectors.toList());
} else {
return students.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
}
}
//獲取一列數(shù)據(jù)。不是一行學(xué)生記錄，是一列。
public static List<?> getAColumn(List<Student> students, Function<? super Student, ?> mapper) {
return students.stream().map(mapper).collect(Collectors.toList());
}
/**
* 獲取所有學(xué)生的總分和學(xué)號(hào)
* */
public static Map<String, Integer> getSum(List<Student> students) {
return students.stream().collect(Collectors.toMap(Student::getNumber, stu->{
return stu.getChinese() + stu.getEnglish() + stu.getMath() + stu.getPhysics() + stu.getPolitics();
}));
}
/**
* peek 和 forEach 的區(qū)別
* peek 是一個(gè)中間操作，forEach 是一個(gè)終結(jié)操作。
*
* 假如實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能：每個(gè)學(xué)生的某門科目分?jǐn)?shù)進(jìn)行修改。
*
* peek 操作后得到的仍然是一個(gè) stream，此時(shí)可以進(jìn)一步操作，
* 但是 forEach 是終結(jié)操作，操作結(jié)束，流就結(jié)束了，如果需要進(jìn)一步處理，
* 必須再次進(jìn)行得到流的操作。
* */
public static List<Student> addScore1(List<Student> students, Consumer<? super Student> action) {
return students.stream().peek(action).collect(Collectors.toList());
}
public static void addScore2(List<Student> students, Consumer<? super Student> action) {
students.stream().forEach(action);
}
//指定返回類型為 LinkedList，這時(shí)一個(gè)測(cè)試，并不是說(shuō)需要這樣寫。
//多數(shù)情況下，我們還是應(yīng)該使用 ArrayList
public static List<Student> addScore3(List<Student> students, Consumer<? super Student> action) {
return students.stream().peek(action).collect(Collectors.toCollection(LinkedList::new));
}
對(duì)于其中的幾個(gè)進(jìn)行測(cè)試（不是全部方法，如果感興趣，可以自己嘗試。）：
//對(duì)于學(xué)生進(jìn)行排序，參數(shù)為一個(gè)比較器，參數(shù)為空的話，使用默認(rèn)的 sorted 排序。
//測(cè)試代碼 按照學(xué)號(hào)排序（默認(rèn)從小到大）
TestStream.orderBy(students,Comparator.comparing(Student::getNumber)).forEach(System.out::println);
//按照學(xué)號(hào)排序（從大到?。?
TestStream.orderBy(students,Comparator.comparing(Student::getNumber, Comparator.reverseOrder())).forEach(System.out::println);
//使用默認(rèn)的排序
TestStream.orderBy(students).forEach(System.out::println);
//獲取一列學(xué)生的記錄，例如這里是英語(yǔ)成績(jī)，這里返回值我使用通配符應(yīng)該沒(méi)有錯(cuò)吧
//因?yàn)榉祷財(cái)?shù)據(jù)可能為 String 也可能是 Integer
TestStream.getAColumn(students,Student::getEnglish).forEach(System.out::println);
//測(cè)試學(xué)生的總分
TestStream.getSum(students).forEach((no, stu)->{
System.out.println(no + " -> " + stu);
});
總結(jié)
雖然這個(gè)收集器（也可以說(shuō)Java的函數(shù)式編程）有的使用起來(lái)感覺(jué)很簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)潔（當(dāng)然了它的目的也是如此），但是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)看著還是感覺(jué)無(wú)從下手，大量使用了泛型、通配符上下限這些方面的知識(shí)，這對(duì)于使用來(lái)說(shuō)可以忽視，但是如果想要深入了解的話，還是很有難度的，我就先看到這里吧，消化消化知識(shí)再說(shuō)，哈哈！
到此這篇關(guān)于詳解Java8函數(shù)式編程之收集器的應(yīng)用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java函數(shù)式編程收集器內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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