本文旨在讲解在使用Java Stream的groupingBy方法时，如何根据条件过滤和转换元素，并避免副作用。我们将探讨使用filtering collector在分组后过滤元素，以及filter操作在分组前过滤元素的区别，并提供示例代码进行说明。
在使用Java Stream进行数据处理时，groupingBy方法是一个强大的工具，用于将集合中的元素按照某种规则进行分组。然而，在分组的过程中，我们可能需要根据特定条件过滤或转换元素。本文将介绍几种实现这一目标的方法，并探讨它们之间的差异。
使用filtering Collector进行分组后过滤
Java 9 引入了 Collectors.filtering() 方法，它允许我们在 groupingBy 的 mapping 阶段之后，对每个分组的结果进行过滤。filtering() 接受一个 Predicate 作为参数，只有满足该 Predicate 的元素才会被保留在最终的结果中。
以下是一个示例：
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import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
enum IOType {
NONE, TYPE1, TYPE2
}
class User {
private String stringSeq;
private Set<IOType> ioTypes;
public User(String stringSeq) {
this.stringSeq = stringSeq;
}
public String getStringSeq() {
return stringSeq;
}
public Set<IOType> getIoTypes() {
return ioTypes;
}
public void setIoTypes(Set<IOType> ioTypes) {
this.ioTypes = ioTypes;
}
public void addIoType(IOType ioType) {
if (ioTypes == null) {
ioTypes = new HashSet<>();
}
this.ioTypes.add(ioType);
}
}
public class GroupingByExample {
private static final String DELIMITER = "-";
private static final int MENU_IDX = 0;
private static final int GROUP_IDX = 1;
private static final int IO_TYPE_IDX = 2;
public static void main(String[] args) {
List<User> userList = new ArrayList<>();
userList.add(new User("menu1-group1-TYPE1"));
userList.add(new User("menu1-group1-TYPE2"));
userList.add(new User("menu2-group2-TYPE1"));
userList.add(new User("menu2-group2-TYPE2"));
userList.add(new User("menu3-group3-NONE"));
Map<String, List<User>> groupedUsers = userList.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(
e -> {
String[] arr = e.getStringSeq().split(DELIMITER);
return String.join(DELIMITER, arr[MENU_IDX], arr[GROUP_IDX]);
},
Collectors.filtering(
e -> {
String[] arr = e.getStringSeq().split(DELIMITER);
return !arr[IO_TYPE_IDX].equals("NONE");
},
Collectors.toList()
)
));
System.out.println(groupedUsers);
}
}在这个例子中，我们首先使用 groupingBy 根据 menu 和 group 的组合对 User 对象进行分组。然后，我们使用 filtering collector 过滤掉 IOType 为 NONE 的 User 对象。
注意: 如果某个 Key 对应的所有元素都被过滤掉了，那么该 Key 仍然会存在于结果 Map 中，但其 Value 将是一个空列表。
使用filter操作进行分组前过滤
另一种方法是在 groupingBy 之前使用 filter 操作。这种方法会在分组之前过滤掉不符合条件的元素，从而避免了在分组之后进行额外的过滤。
以下是使用 filter 操作的示例：
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;
import java.util.HashSet;
enum IOType {
NONE, TYPE1, TYPE2
}
class User {
private String stringSeq;
private Set<IOType> ioTypes;
public User(String stringSeq) {
this.stringSeq = stringSeq;
}
public String getStringSeq() {
return stringSeq;
}
public Set<IOType> getIoTypes() {
return ioTypes;
}
public void setIoTypes(Set<IOType> ioTypes) {
this.ioTypes = ioTypes;
}
public void addIoType(IOType ioType) {
if (ioTypes == null) {
ioTypes = new HashSet<>();
}
this.ioTypes.add(ioType);
}
}
public class GroupingByExample {
private static final String DELIMITER = "-";
private static final int MENU_IDX = 0;
private static final int GROUP_IDX = 1;
private static final int IO_TYPE_IDX = 2;
public static void main(String[] args) {
List<User> userList = new ArrayList<>();
userList.add(new User("menu1-group1-TYPE1"));
userList.add(new User("menu1-group1-TYPE2"));
userList.add(new User("menu2-group2-TYPE1"));
userList.add(new User("menu2-group2-TYPE2"));
userList.add(new User("menu3-group3-NONE"));
Map<String, List<User>> groupedUsers = userList.stream()
.filter(e -> {
String[] arr = e.getStringSeq().split(DELIMITER);
return !arr[IO_TYPE_IDX].equals("NONE");
})
.collect(Collectors.groupingBy(
e -> {
String[] arr = e.getStringSeq().split(DELIMITER);
return String.join(DELIMITER, arr[MENU_IDX], arr[GROUP_IDX]);
}
));
System.out.println(groupedUsers);
}
}在这个例子中，我们首先使用 filter 操作过滤掉 IOType 为 NONE 的 User 对象。然后，我们使用 groupingBy 根据 menu 和 group 的组合对剩余的 User 对象进行分组。
注意: 如果某个 Key 对应的所有元素在 filter 操作中都被过滤掉了，那么该 Key 将不会存在于结果 Map 中。
filtering vs filter: 选择哪种方法?
filtering 和 filter 都可以用于在 groupingBy 中过滤元素，但它们之间存在一些关键的区别：
- 执行顺序: filter 在 groupingBy 之前执行，而 filtering 在 groupingBy 之后执行。
- 结果Map的内容: 如果某个 Key 对应的所有元素都被过滤掉了，filter 会导致该 Key 不存在于结果 Map 中，而 filtering 会导致该 Key 存在于结果 Map 中，但其 Value 是一个空列表。
选择哪种方法取决于你的具体需求。如果需要在分组之前就排除某些元素，并且不希望这些元素影响最终的结果 Map，那么 filter 是一个更好的选择。如果需要在分组之后根据分组的结果进行过滤，或者需要保留所有 Key，即使某些 Key 对应的所有元素都被过滤掉了，那么 filtering 是一个更好的选择。
避免副作用
在stream操作中，应该尽量避免副作用。副作用指的是函数除了返回值之外，还修改了函数外部的状态。在stream操作中使用副作用可能会导致意想不到的结果，并且会使代码难以理解和维护。
在原始问题中，尝试在 mapping 函数中修改 User 对象的 ioTypes 属性就是一个副作用。为了避免副作用，应该创建一个新的 User 对象，并将 ioTypes 属性设置为期望的值。
总结
本文介绍了在使用Java Stream的groupingBy方法时，如何根据条件过滤和转换元素。我们探讨了使用filtering collector在分组后过滤元素，以及filter操作在分组前过滤元素的区别，并提供了示例代码进行说明。此外，我们还强调了避免副作用的重要性，并提供了一些建议。通过理解这些概念，你可以更有效地使用Java Stream进行数据处理。
