Java Stream API：数据分组与嵌套JSON列表转换实践-java教程-PHP中文网

Java Stream API：数据分组与嵌套JSON列表转换实践

本文详细讲解如何利用Java Stream API将扁平化的数据列表（如数据库查询结果）进行高效分组，并将其转换为包含嵌套列表的复杂对象结构，最终便于序列化为JSON格式。通过groupingBy和mapping等操作，实现数据聚合与重塑，提升代码的简洁性和可读性。

引言

在现代应用开发中，我们经常需要处理来自数据库或其他数据源的扁平化数据列表。然而，为了满足前端展示、api接口或下游系统的数据消费需求，这些数据往往需要被重塑为更具结构化、层次化的形式，例如按某个字段分组并将其相关属性聚合为一个嵌套列表。java 8引入的stream api为这种复杂的数据转换提供了强大而优雅的解决方案，极大地简化了代码并提高了可读性。本教程将深入探讨如何利用stream api实现这一目标，最终输出符合特定嵌套结构的json数据。

数据模型定义

首先，我们根据需求定义原始数据模型和目标数据模型。

1. 原始响应类 (Response)

这通常是数据库查询结果映射到的对象，包含一个主键ID和两个描述性字段。

public interface Response {
    Long getId();
    String getSData();
    String getSName();
}

// 为了方便演示和创建实例，我们提供一个实现类
public static class ResponseImpl implements Response {
    private Long id;
    private String sData;
    private String sName;

    public ResponseImpl(Long id, String sData, String sName) {
        this.id = id;
        this.sData = sData;
        this.sName = sName;
    }

    @Override
    public Long getId() { return id; }
    @Override
    public String getSData() { return sData; }
    @Override
    public String getSName() { return sName; }

    @Override
    public String toString() {
        return "ResponseImpl{id=" + id + ", sData='" + sData + "', sName='" + sName + "'}";
    }
}

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2. 子数据类 (SubData)

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这是分组后嵌套在主对象中的列表元素，它包含了原始Response中除id以外的两个字段。

public static class SubData {
    private String sData;
    private String sName;

    public SubData(String sData, String sName) {
        this.sData = sData;
        this.sName = sName;
    }

    // Getters and Setters for JSON serialization
    public String getSData() { return sData; }
    public void setSData(String sData) { this.sData = sData; }
    public String getSName() { return sName; }
    public void setSName(String sName) { this.sName = sName; }

    @Override
    public String toString() {
        return "SubData{sData='" + sData + "', sName='" + sName + "'}";
    }
}

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3. 目标响应类 (NewResponse)

这是我们希望最终得到的数据结构，它包含原始的id和一个SubData对象的列表。

public static class NewResponse {
    private Long id;
    private List<SubData> subDataList;

    public NewResponse(Long id, List<SubData> subDataList) {
        this.id = id;
        this.subDataList = subDataList;
    }

    // Getters and Setters for JSON serialization
    public Long getId() { return id; }
    public void setId(Long id) { this.id = id; }
    public List<SubData> getSubDataList() { return subDataList; }
    public void setSubDataList(List<SubData> subDataList) { this.subDataList = subDataList; }

    @Override
    public String toString() {
        return "NewResponse{id=" + id + ", subDataList=" + subDataList + "}";
    }
}

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原始数据准备

为了演示，我们创建一份模拟的原始Response列表，其结构与问题描述中的JSON数据一致。

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

public class DataGroupingTutorial {

    // ... (定义上面提到的 ResponseImpl, SubData, NewResponse 类) ...

    public static void main(String[] args) {
        List<Response> responses = Arrays.asList(
            new ResponseImpl(1L, "UK", "X"),
            new ResponseImpl(1L, "FR", "X"), // 修正：原始数据中sData和sName是分开的，这里模拟成这样
            new ResponseImpl(2L, "UK", "Y"),
            new ResponseImpl(2L, "FR", "Y"),
            new ResponseImpl(4L, "EU", "X"),
            new ResponseImpl(4L, "Others", "O")
        );

        System.out.println("原始数据:");
        responses.forEach(System.out::println);
        System.out.println("\n---");
    }
}

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注：根据原始问题描述的JSON示例 {"id":1,"sData":"UK,FR","sName":"X}，sData字段似乎包含了多个值。但在Response接口中sData是String类型，且期望输出的SubData中sData也是单个值。为了符合教程的通用性，这里假设sData和sName是单个值，若sData本身就是逗号分隔的字符串，则在SubData构造时需要额外处理。本教程以最直接的映射方式进行。

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核心转换逻辑

我们将分两步使用Stream API来完成数据转换。

1. 步骤一：初步分组与子数据映射

这一步的目标是将原始List<Response>按照id进行分组，并且在分组的同时，将每个Response对象转换为SubData对象，并收集成一个列表。

// ... (接上面的main方法) ...

        Map<Long, List<SubData>> grouped = responses.stream()
                .collect(Collectors.groupingBy(
                        Response::getId, // 按Response的ID进行分组
                        Collectors.mapping(
                                r -> new SubData(r.getSData(), r.getSName()), // 将每个Response映射为SubData
                                Collectors.toList() // 将映射后的SubData收集成一个列表
                        )
                ));

        System.out.println("步骤一：分组后的中间结果 (Map<Long, List<SubData>>):");
        grouped.forEach((id, subDataList) -> System.out.println("ID: " + id + ", SubDataList: " + subDataList));
        System.out.println("\n---");

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Collectors.groupingBy(Response::getId, ...): 这是Stream API中用于分组的核心收集器。它接收一个分类函数（这里是Response::getId，表示按id字段分组），以及一个下游收集器。
Collectors.mapping(r -> new SubData(r.getSData(), r.getSName()), Collectors.toList()): 这是groupingBy的下游收集器。
- Collectors.mapping(...)：在分组内部，将每个Response对象通过提供的映射函数r -> new SubData(r.getSData(), r.getSName())转换为一个新的SubData对象。
- Collectors.toList()：将所有转换后的SubData对象收集到一个新的List中。

经过这一步，我们得到了一个Map<Long, List<SubData>>，其中key是原始Response的id，value是该id下所有对应的SubData对象的列表。

2. 步骤二：将分组结果转换为目标对象列表

现在我们有了一个Map<Long, List<SubData>>，我们需要将其转换为List<NewResponse>。这可以通过遍历Map的entrySet()并进行映射来完成。

// ... (接上面的main方法) ...

        List<NewResponse> finalResult = grouped.entrySet()
                .stream() // 将Map的EntrySet转换为Stream
                .map(entry -> new NewResponse(entry.getKey(), entry.getValue())) // 将每个Entry映射为NewResponse对象
                .collect(Collectors.toList()); // 收集成List<NewResponse>

        System.out.println("步骤二：最终结果 (List<NewResponse>):");
        finalResult.forEach(System.out::println);
        System.out.println("\n---");

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grouped.entrySet().stream(): 获取Map的键值对集合（Set<Map.Entry<Long, List<SubData>>>），并将其转换为Stream。
map(entry -> new NewResponse(entry.getKey(), entry.getValue())): 对Stream中的每个Map.Entry对象进行映射。entry.getKey()提供了id，entry.getValue()提供了List<SubData>，正好可以用来构造NewResponse对象。
collect(Collectors.toList()): 将所有映射后的NewResponse对象收集到一个新的List中。

至此，我们成功地将扁平化的List<Response>转换成了List<NewResponse>，其结构完全符合我们预期的嵌套JSON格式。

链式操作优化 (可选)

如果你希望代码更简洁，可以将上述两个步骤合并为一个Stream链。虽然这会减少中间变量，但对于非常复杂的逻辑，可能会略微降低可读性。

// ... (接上面的main方法) ...

        System.out.println("链式操作优化后的结果 (List<NewResponse>):");
        List<NewResponse> chainedResult = responses.stream()
                .collect(Collectors.groupingBy(
                        Response::getId,
                        Collectors.mapping(
                                r -> new SubData(r.getSData(), r.getSName()),
                                Collectors.toList()
                        )
                )) // 结果是 Map<Long, List<SubData>>
                .entrySet() // 获取Map的EntrySet
                .stream() // 将EntrySet转换为Stream
                .map(entry -> new NewResponse(entry.getKey(), entry.getValue())) // 映射为NewResponse
                .collect(Collectors.toList()); // 收集最终结果

        chainedResult.forEach(System.out::println);
        System.out.println("\n---");

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完整示例代码

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

public class DataGroupingTutorial {

    // 原始响应接口
    public interface Response {
        Long getId();
        String getSData();
        String getSName();
    }

    // 原始响应接口的实现类
    public static class ResponseImpl implements Response {
        private Long id;
        private String sData;
        private String sName;

        public ResponseImpl(Long id, String sData, String sName) {
            this.id = id;
            this.sData = sData;
            this.sName = sName;
        }

        @Override
        public Long getId() { return id; }
        @Override
        public String getSData() { return sData; }
        @Override
        public String getSName() { return sName; }

        @Override
        public String toString() {
            return "ResponseImpl{id=" + id + ", sData='" + sData + "', sName='" + sName + "'}";
        }
    }

    // 子数据类
    public static class SubData {
        private String sData;
        private String sName;

        public SubData(String sData, String sName) {
            this.sData = sData;
            this.sName = sName;
        }

        // Getters and Setters for JSON serialization
        public String getSData() { return sData; }
        public void setSData(String sData) { this.sData = sData; }
        public String getSName() { return sName; }
        public void setSName(String sName) { this.sName = sName; }

        @Override
        public String toString() {
            return "SubData{sData='" + sData + "', sName='" + sName + "'}";
        }
    }

    // 目标响应类
    public static class NewResponse {
        private Long id;
        private List<SubData> subDataList;

        public NewResponse(Long id, List<SubData> subDataList) {
            this.id = id;
            this.subDataList = subDataList;
        }

        // Getters and Setters for JSON serialization
        public Long getId() { return id; }
        public void setId(Long id) { this.id = id; }
        public List<SubData> getSubDataList() { return subDataList; }
        public void setSubDataList(List<SubData> subDataList) { this.subDataList = subDataList; }

        @Override
        public String toString() {
            return "NewResponse{id=" + id + ", subDataList=" + subDataList + "}";
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 模拟原始数据
        List<Response> responses = Arrays.asList(
            new ResponseImpl(1L, "UK", "X"),
            new ResponseImpl(1L, "FR", "X"),
            new ResponseImpl(2L, "UK", "Y"),
            new ResponseImpl(2L, "FR", "Y"),
            new ResponseImpl(4L, "EU", "X"),
            new ResponseImpl(4L, "Others", "O")
        );

        System.out.println("原始数据:");
        responses.forEach(System.out::println);
        System.out.println("\n---");

        // 步骤一：初步分组与子数据映射
        Map<Long, List<SubData>> grouped = responses.

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