本文旨在讲解如何在Java Stream的groupingBy操作中添加或过滤元素。我们将探讨使用Collectors.filtering()在分组后过滤元素的方法，并讨论其与filter()操作的区别。同时，我们也会提及在mapping()中避免副作用的重要性。
在Java Stream API中，groupingBy是一个强大的收集器，用于根据指定的分类函数将流中的元素分组到Map中。然而，有时我们需要在分组的过程中或者分组后对元素进行过滤或添加操作。本文将详细介绍如何实现这些需求。
使用Collectors.filtering()在分组后过滤元素
Java 9 引入了 Collectors.filtering() 方法，它允许我们在 groupingBy 收集器内部进行过滤。filtering() 接收一个 Predicate 作为参数，只有满足条件的元素才会被包含在最终的结果中。
其基本结构如下：
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.collect(Collectors.groupingBy(
e -> { /* 分类函数 */ },
Collectors.filtering(e -> { /* 过滤条件 */ },
Collectors.mapping(e -> { /* 映射函数 */ },
Collectors.toList())
)
))示例：
假设我们有一个 User 对象列表，每个 User 对象都有一个 ioTypes 属性（一个 IOType 类型的 Set）。我们想根据某个键对 User 对象进行分组，并且只保留 ioTypes 属性不为空的 User 对象。
import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.Map;
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;
this.ioTypes = new HashSet<>();
}
public String getStringSeq() {
return stringSeq;
}
public Set<IOType> getIoTypes() {
return ioTypes;
}
public void addIoType(IOType ioType) {
this.ioTypes.add(ioType);
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"stringSeq='" + stringSeq + '\'' +
", ioTypes=" + ioTypes +
'}';
}
}
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 = List.of(
new User("menu1-group1-TYPE1"),
new User("menu1-group1-TYPE2"),
new User("menu2-group2-TYPE1"),
new User("menu1-group1-NONE")
);
Map<String, List<User>> groupedUsers = userList.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(
user -> {
String[] arr = user.getStringSeq().split(DELIMITER);
return String.join(DELIMITER, arr[MENU_IDX], arr[GROUP_IDX]);
},
Collectors.filtering(user -> !user.getIoTypes().isEmpty(),
Collectors.toList())
));
System.out.println(groupedUsers);
}
}
在这个例子中，Collectors.filtering(user -> !user.getIoTypes().isEmpty(), Collectors.toList()) 确保了只有 ioTypes 属性不为空的 User 对象才会被包含在分组后的列表中。
filter() 操作与 Collectors.filtering() 的区别
需要注意的是，filter() 操作和 Collectors.filtering() 在行为上存在差异。
- filter() 操作： 在流的早期阶段过滤元素。如果某个键对应的所有元素都被 filter() 过滤掉，那么最终的结果 Map 中将不会包含该键。
- Collectors.filtering()： 在分组后过滤元素。即使某个键对应的所有元素都被 filtering() 过滤掉，最终的结果 Map 中仍然会包含该键，但其对应的值将是一个空列表。
选择使用哪种方式取决于具体的需求。如果需要在分组前彻底排除某些元素，可以使用 filter() 操作。如果需要在分组后保留键，但允许其对应的值为空列表，可以使用 Collectors.filtering()。
避免在 mapping() 中使用副作用
在 mapping() 函数中，应尽量避免对函数参数进行修改，也就是避免副作用。副作用指的是函数除了返回值之外，还修改了外部状态。在Stream API中，副作用可能会导致不可预测的行为，并且难以调试。
以下代码展示了避免副作用的正确做法，它创建了一个新的 User 对象，而不是修改现有的对象：
mapping(e -> {
String[] arr = e.getStringSeq().split(DELIMITER);
IOType ioType = IOType.valueOf(arr[IO_TYPE_IDX]);
User newUser = new User(e.getStringSeq()); // 创建新的 User 对象
newUser.addIoType(ioType);
return newUser;
}, toList())总结
本文介绍了如何在 Java Stream 的 groupingBy 操作中使用 Collectors.filtering() 来过滤元素，并讨论了其与 filter() 操作的区别。同时，强调了在 mapping() 中避免副作用的重要性。通过合理地使用这些技术，可以编写出更简洁、更高效、更易于维护的 Stream 处理代码。
