Java stream: groupingBy和flatMapping密钥

基础概念

groupingBy 和 flatMap 是 Java 8 引入的 Stream API 中的两个重要操作。

groupingBy: 这是一个收集器（Collector），用于将流中的元素根据某个键进行分组。它返回一个 Map，其中键是分组的依据，值是分组后的元素集合。
flatMap: 这是一个流操作，用于将流中的每个元素转换为另一个流，并将这些流“扁平化”为一个单一的流。它主要用于处理嵌套的集合结构。

类型

groupingBy:
- 可以接受一个函数作为参数，该函数用于提取每个元素的键。
- 返回一个 Map<K, List<V>>，其中 K 是键的类型，V 是元素的类型。
flatMap:
- 接受一个函数作为参数，该函数将每个元素转换为一个新的流。
- 返回一个 Stream<R>，其中 R 是转换后流的元素类型。

应用场景

groupingBy:
- 对用户按年龄分组，并统计每组的人数。
- 对订单按产品类别分组，并计算每个类别的总销售额。
flatMap:
- 将一个包含多个列表的列表扁平化为一个单一的列表。
- 处理嵌套的 JSON 数据，将其转换为扁平的数据结构。

示例代码

groupingBy 示例

假设我们有一个 Person 类，包含姓名和年龄两个属性：

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 构造函数、getter 和 setter 省略
}

我们可以使用 groupingBy 对一组人按年龄进行分组：

import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

public class GroupingByExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<Person> people = List.of(
            new Person("Alice", 25),
            new Person("Bob", 30),
            new Person("Charlie", 25)
        );

        Map<Integer, List<Person>> peopleByAge = people.stream()
            .collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge));

        System.out.println(peopleByAge);
    }
}

flatMap 示例

假设我们有一个包含多个列表的列表，我们希望将其扁平化为一个单一的列表：

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

public class FlatMapExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<List<Integer>> nestedLists = List.of(
            List.of(1, 2, 3),
            List.of(4, 5),
            List.of(6, 7, 8, 9)
        );

        List<Integer> flattenedList = nestedLists.stream()
            .flatMap(List::stream)
            .collect(Collectors.toList());

        System.out.println(flattenedList);
    }
}

常见问题及解决方法

问题：groupingBy 返回的 Map 中键的顺序不一致

原因：groupingBy 默认使用 HashMap 作为底层实现，HashMap 不保证键的顺序。

解决方法：可以使用 LinkedHashMap 来保持键的插入顺序：

Map<Integer, List<Person>> peopleByAge = people.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge, LinkedHashMap::new, Collectors.toList()));

问题：flatMap 处理嵌套流时出现空指针异常

原因：如果嵌套流中的某个元素为 null，调用 flatMap 时会抛出空指针异常。

解决方法：在使用 flatMap 之前，先过滤掉 null 值：

List<List<Integer>> nestedLists = List.of(
    List.of(1, 2, 3),
    null,
    List.of(6, 7, 8, 9)
);

List<Integer> flattenedList = nestedLists.stream()
    .filter(list -> list != null) // 过滤掉 null 值
    .flatMap(List::stream)
    .collect(Collectors.toList());