Java 8 Stream 如何扁平化嵌套 Map 并提取首个元素

本文介绍了如何使用 Java 8 Stream API 将嵌套的 Map>> 结构扁平化为 Map，其中 Key 为内部 Map 的 Key，Value 为内部 List 的首个元素。文章通过示例代码详细展示了实现过程，并解释了关键步骤。

在 Java 8 中，使用 Stream API 处理集合数据变得非常方便。当遇到嵌套的 Map 结构，需要将其转换为扁平化的 Map 时，可以使用 flatMap 操作来实现。以下将详细介绍如何使用 flatMap 和 Collectors.toMap 来完成这个任务。

问题描述

假设我们有这样一个嵌套的 Map 结构：Map>> ip，我们的目标是将其转换为 Map op，其中：

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• op 的 Key 来自内部 Map (Map>) 的 Key。
• op 的 Value 来自内部 List (List) 的第一个元素。

解决方案

解决这个问题的关键在于使用 flatMap 操作将内部的 Map 扁平化为 Stream，然后再使用 Collectors.toMap 将 Stream 收集为目标 Map。

以下是完整的代码示例：

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import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

public class FlattenMap {

    public static void main(String[] args) {
        Map>> ip = new HashMap<>();
        Map> iip1 = new HashMap<>();
        List ilp1 = new ArrayList<>();
        ilp1.add("Uno");
        ilp1.add("Dos");
        ilp1.add("Tres");
        iip1.put("Alpha", ilp1);

        Map> iip2 = new HashMap<>();
        List ilp2 = new ArrayList<>();
        ilp2.add("One");
        ilp2.add("Two");
        ilp2.add("Three");
        iip2.put("Beta", ilp2);

        Map> iip3 = new HashMap<>();
        List ilp3 = new ArrayList<>();
        ilp3.add("Eins");
        ilp3.add("Zwei");
        ilp3.add("Drei");
        iip3.put("Gamma", ilp3);

        ip.put(1, iip1);
        ip.put(2, iip2);
        ip.put(3, iip3);


        Map op = ip.values().stream()
                .flatMap(e -> e.entrySet().stream())
                .collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, e -> e.getValue().get(0)));

        System.out.println(op); // 输出: {Alpha=Uno, Beta=One, Gamma=Eins}
    }
}

代码解释

1. ip.values().stream(): 首先，我们从外层 Map (ip) 中获取所有的 value (即 Map>)，并将它们转换为一个 Stream。
2. flatMap(e -> e.entrySet().stream()): 对于 Stream 中的每个 Map>，我们使用 entrySet() 获取其所有的键值对，然后将这些键值对转换为一个新的 Stream。flatMap 的作用是将这些 Stream 合并为一个单一的 Stream。 这样，我们就将嵌套的 Map 结构扁平化了。
3. collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, e -> e.getValue().get(0))): 最后，我们使用 Collectors.toMap 将 Stream 中的每个键值对收集到一个新的 Map 中。
   • Map.Entry::getKey：指定键值对的 Key 作为新 Map 的 Key。
   • e -> e.getValue().get(0)：指定键值对的 Value (即 List) 的第一个元素作为新 Map 的 Value。

注意事项

• 如果内部的 List 为空，e.getValue().get(0) 会抛出 IndexOutOfBoundsException。 在实际应用中，应该添加判空逻辑来避免这个问题。例如：

  Map op = ip.values().stream()
          .flatMap(e -> e.entrySet().stream())
          .collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, e -> {
              List list = e.getValue();
              return list != null && !list.isEmpty() ? list.get(0) : null; // 或者返回一个默认值
          }));

• 如果内部 Map 中存在相同的 Key，Collectors.toMap 会抛出 IllegalStateException。 可以通过提供一个 merge 函数来解决这个问题，例如：

  Map op = ip.values().stream()
          .flatMap(e -> e.entrySet().stream())
          .collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, e -> e.getValue().get(0), (v1, v2) -> v1)); // 保留第一个遇到的值

总结

通过使用 Java 8 Stream API 的 flatMap 和 Collectors.toMap 操作，可以方便地将嵌套的 Map 结构扁平化，并提取所需的数据。在实际应用中，需要注意处理可能出现的空指针异常和重复 Key 的问题。