使用 Java Stream 查找 List 中最大值的有效方法

本文探讨了如何使用 Java Stream API 从 List> 中找到具有最大长度的 HashMap。文章首先强调了使用自定义对象代替 HashMap 的优势，然后分别介绍了查找单个最大元素和查找所有具有最大长度的元素集合的两种方法，并提供了清晰的代码示例和详细的解释，帮助读者更好地理解和应用 Stream API。

使用对象而非 Map

当处理具有固定键值对结构的数据时，使用 HashMap 并非最佳实践。更好的方法是创建一个自定义对象，该对象具有与 Map 中键对应类型的属性。例如，对于 {"Start":"A", "End":"B","Length":5} 这样的数据结构，可以创建一个如下的 Java 16 record：

public record Foo(String start, String end, int length) {}

使用对象可以提高代码的可读性和类型安全性，避免了从 HashMap 中获取 Object 类型值时需要进行类型转换的问题。

查找单个最大元素

如果只需要找到一个具有最大 length 值的 Foo 对象，可以使用 Stream.max() 或 Collections.max() 方法。这两个方法都需要一个 Comparator 实例作为参数，用于比较对象。

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使用 Stream API:

List foos = // 初始化列表
Foo max = foos.stream()
    .max(Comparator.comparingInt(Foo::length)) // 产生 Optional
    .orElseThrow();

这段代码首先将 List 转换为 Stream，然后使用 Comparator.comparingInt(Foo::length) 创建一个比较器，该比较器根据 Foo 对象的 length 属性进行比较。Stream.max() 方法返回一个 Optional 对象，表示可能为空的最大值。orElseThrow() 方法用于在 Optional 为空时抛出异常。

使用 Collections.max():

List foos = // 初始化列表
Foo max = Collections.max(foos, Comparator.comparingInt(Foo::length));

Collections.max() 方法直接在集合上查找最大值，无需转换为 Stream。

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查找所有具有最大长度的元素

如果需要找到所有具有最大 length 值的 Foo 对象，则需要进行额外的处理。以下提供了两种方法：

使用 groupingBy() 收集器：

List foos = // 初始化列表

List max = foos.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(Foo::length)) // Map>
    .entrySet().stream()             // Stream>>
    .max(Map.Entry.comparingByKey()) // Optional>>
    .map(Map.Entry::getValue)        // Optional>
    .orElse(Collections.emptyList());

这段代码首先使用 Collectors.groupingBy(Foo::length) 将 List 按照 length 属性分组，生成一个 Map>，其中 key 为 length 值，value 为具有相同 length 值的 Foo 对象列表。然后，将 Map 的 EntrySet 转换为 Stream，并使用 Map.Entry.comparingByKey() 找到具有最大 key (即最大 length 值) 的 Entry。最后，提取 Entry 的 value (即具有最大 length 值的 Foo 对象列表)。

使用三参数 collect() 方法：

List foos = // 初始化列表

List max = foos.stream()
    .collect(
        ArrayList::new,
        (List l, Foo f) -> {
            if (!l.isEmpty() && l.get(0).length() < f.length()) l.clear();
            if (l.isEmpty() || l.get(0).length() == f.length()) l.add(f);
        },
        (l, r) -> {
            if (l.get(0).length() < r.get(0).length()) l.clear();
            if (l.isEmpty() || l.get(0).length() == r.get(0).length()) l.addAll(r);
        }
    );

这种方法使用 Stream.collect() 的三参数版本，避免了创建中间 Map。第一个参数 ArrayList::new 提供了一个 Supplier，用于创建一个新的 ArrayList 作为累加器。第二个参数是一个 BiConsumer，用于将 Stream 中的元素累加到累加器中。第三个参数是一个 BiConsumer，用于合并两个累加器。

在这个例子中，BiConsumer 的逻辑是：如果当前元素 f 的 length 值大于累加器 l 中第一个元素的 length 值，则清空累加器 l；如果累加器 l 为空或者当前元素 f 的 length 值等于累加器 l 中第一个元素的 length 值，则将当前元素 f 添加到累加器 l 中。

总结

本文介绍了如何使用 Java Stream API 从 List> 中找到具有最大长度的 HashMap。建议使用自定义对象代替 HashMap，并根据需要选择查找单个最大元素或查找所有具有最大长度的元素集合的方法。 使用Stream API 可以使代码更加简洁和易读。