手把手教你使用 Java 8 Stream 收集器

前文《Java 8 | Stream 简介与常用方法》介绍了 collect 方法由 Stream 里的值生成一个列表，实际上这里就是使用了收集器来返回一个 List。收集器是一种通用的、从流中生成复杂值的结构。collect 方法使用收集器来完成复杂的操作，方法定义如下。

<R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector);

Java 8 标准库提供了一些常用的收集器，由 java.util.stream.Collectors 静态类提供。

先准备数据，定义了一个 Student 类描述学生，包括 age、name、man 等域，实现了 Comparable 接口用于比较年龄大小，覆盖了 toString 方法。本文的实例都基于此数据类型。

public class Student implements Comparable {
    long age;//年龄     String name;//姓名     boolean man;//性别男 
    public Student(long age, String name, boolean isMan) {
        this.age = age;
        this.name = name;
        this.man = isMan;
    }
    public long getAge() {
        return age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public boolean isMan() {
        return man;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "(" + age + ", " + name + ", " 
            + (man ? "man":"woman") + ")";
    }
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Student student = (Student) o;
        return (int)(age - student.getAge());
    }
}

初始化数据，创建 4 个学生对象。

public List<Student> students = Arrays.asList(
new Student(18, "LiLei",true)
    ,new Student(19, "Jack",true)
    ,new Student(16,"Mei",false)
    ,new Student(17,"Andy",false));

转换成其他集合

Collectors 提供了用于生成 List、Set、Collection、Map 等多种数据类型的收集器，主要如下：

toList ：从流中生成 List，List 的类型由 Stream 自动判断；

toSet ：从流中生成 Set，Set 的类型由 Stream 自动判断；

toMap：从流中生成 Map，key-value 的类型需要自己指定，有两个重载，一个使用默认的 HashMap，一个可以自己指定 Map 类型；

toCollection：从流中生成 Collection，Collection 的具体类型自己指定。

比如可以使用 toMap 方法从学生列表中提取出名字、年龄的 HashMap，可以使用 toCollection 方法从学生列表中提取出按 TreeSet 类型存储的学生集合（按年龄排序生成树）。

public void convertToCollection(){
    Map<String, Long> map = students.stream()
        .collect(Collectors.toMap(Student::getName, Student::getAge));
    System.out.println(map);
    TreeSet<Student> set = students.stream()
         .collect(Collectors.toCollection(TreeSet::new));
    System.out.println(set);
}

执行结果如下，第一行打印了名字、年龄的 Map 数据，第二行打印了按年龄从小到大的排序。

{Mei=16, Jack=19, LiLei=18, Andy=17}
[(16, Mei, woman), (17, Andy, woman), (18, LiLei, man), (19, Jack, man)]

数值计算

Collectors 类提供了一些数值计算的方法，如：

averagingDouble ：计算 double 类型数值的平均值；

averagingInt：计算 int 类型数值的平均值；

averagingLong：计算 long 类型数值的平均值；

maxBy：计算最大值；

minBy：计算最小值；

summingDouble ：计算 double 类型数值的和；

summingInt：计算 int 类型数值的和；

summingLong：计算 long 类型数值的和；

counting：统计元素的个数。

下面的代码演示了使用 maxBy 从学生列表中找到年龄最大的学生，然后计算所有学生年龄的平均值、和。

public void convertToValue(){
    Student student = students.stream()
        .collect(Collectors.maxBy(Comparator.comparing(Student::getAge)))
        .get();
    System.out.println(student);
    double age = students.stream()
        .collect(Collectors.averagingLong(Student::getAge));
    System.out.println(age);
    long sum = students.stream()
        .collect(Collectors.summingLong(Student::getAge));
    System.out.println(sum);
}

执行结果如下，年龄最大学生为 Jack，所有学生年龄平均值为 17.5，年龄总和为 70。

(19, Jack, man)
17.5
70

数据分块

Collectors 类提供了一种方法可以把集合分成两部分，这个方法为 partitioningBy。该方法接收一个 Predicate 对象用于判断一个元素应该属于哪个部分，然后根据返回的 true 和 false，把元素放入 Map 中。Map 的 key 只有 true 和 false 两个，value 是元素列表。如下的代码演示了根据性别把学生分为两部分。

public void  partition(){
    Map<Boolean, List<Student>> block = students.stream()
        .collect(
            Collectors.partitioningBy(Student::isMan)
        );
    System.out.println(block);
}

执行结果如下，Map 中 false 对应的列表是女生，true 对应的列表是男生。

{false=[(16, Mei, woman), (17, Andy, woman)], true=[(18, LiLei, man), (19, Jack, man)]}

数据分组

把数据分为两部分并不能解决所有问题，Collectors 类提供了 groupingBy 方法，来提供一个可以按需分组的收集器。groupingBy 方法接收一个 Function 对象来对数据进行分组，分组之后的数据也是存储在 Map 中。如下的代码演示了根据学生的年龄对学生进行分组。

public void group(){
    Map<Long, List<Student>> group = students.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Student::getAge));
    System.out.println(group);
}

执行结果如下，返回的 Map 的 key 是年龄，value 是学生列表。

{16=[(16, Mei, woman)], 17=[(17, Andy, woman)], 18=[(18, LiLei, man)], 19=[(19, Jack, man)]}

字符串

Collectors 类还提供了字符串操作的收集器，用于从流中生成一个字符串。主要方法是：

joining()：从流中拼接一个字符串；

joining(CharSequence)：从流中拼接一个字符串，并指定分隔符；

joining(CharSequence,CharSequence,CharSequence)：从流中拼接一个字符串，并指定分隔符、前缀、后缀；

如下的代码演示了从学生列表中提取出所有学生的名字，并组成一个字符串，使用逗号分隔。

public void string(){
    String names = students.stream()
        .map(Student::getName)
        .collect(Collectors.joining(","));
    System.out.println(names);
}

执行结果如下。

LiLei,Jack,Mei,Andy

组合收集器

多个收集器也可以组合使用，实现非常复杂的功能。mapping、groupingBy、partitioningBy 方法的第二个参数可以传入一个下游收集器，用于在当前收集器工作完成后调用下一个收集器。

如下的代码在前面按照性别对学生分类的基础上，传入了一个下游收集器，下游收集器是一个 maxBy 收集器。收集器的工作分为两步，第一步按性别分类，第二部找出每个学生列表年龄最大的学生。

public void combination(){
    Map<Boolean, Optional<Student>> group = students.stream()
        .collect(
            Collectors.groupingBy(  Student::isMan
                ,Collectors.maxBy(
                    Comparator.comparing(Student::getAge)
                )
             )
        );
    System.out.println(group);
}

执行结果如下，女生中年龄最大的是 Andy，男生中年龄最大的是 Jack。

{false=Optional[(17, Andy, woman)], true=Optional[(19, Jack, man)]}

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