详解Java8函数式编程之收集器的应用

概述

Java8引入了函数式接口和lambda表达式，同时也增强了集合框架的功能，新增了Stream API来优雅地解决集合的数据处理问题。Stream可以看作是一个高级版本的Iterator，它能够得到更好的性能，更加简洁明了的代码。本文主要介绍Java8中Stream API的一项重要功能，收集器的应用。

收集器

收集器是Stream API中一个非常重要的功能，它的设计理念是将Stream转换为Java集合或其他结果，Stream API提供了丰富的内置收集器。

通过将Stream转换为Java集合，我们可以更加方便地对数据进行分析处理，比如排序、分组、统计等操作。

Stream API常用收集器

toList

将Stream转换为List集合，示例如下：

List<Integer> list = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                        .collect(Collectors.toList());

toSet

将Stream转换为Set集合，示例如下：

Set<Integer> set = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                       .collect(Collectors.toSet());

toMap

将Stream中的元素转换为Map，示例如下：

Map<String, Integer> map = Stream.of(
                       new AbstractMap.SimpleEntry<>("apple", 1),
                       new AbstractMap.SimpleEntry<>("banana", 2),
                       new AbstractMap.SimpleEntry<>("pear", 3))
                       .collect(Collectors.toMap(
                           Map.Entry::getKey,
                           Map.Entry::getValue));

joining

将Stream中的元素连接成一个字符串，示例如下：

String str = Stream.of("Java", "is", "a", "good", "language")
                 .collect(Collectors.joining(" "));

自定义收集器

除了内置的收集器外，我们还可以自定义收集器。自定义收集器需要实现java.util.stream.Collector接口，该接口定义了以下方法：

• supplier: 创建一个新的容器，用于收集Stream中的元素
• accumulator: 将Stream中的元素添加到容器中
• combiner: 将两个容器中的元素进行合并
• finisher: 将容器转换为所需类型的结果

下面是一个自定义收集器的示例，它将Stream中的元素添加到一个指定的List集合中：

public class ListCollector<T> implements Collector<T, List<T>, List<T>> {

    @Override
    public Supplier<List<T>> supplier() {
        return ArrayList::new; // 创建一个新的ArrayList
    }

    @Override
    public BiConsumer<List<T>, T> accumulator() {
        return List::add; // 将元素添加到List中
    }

    @Override
    public BinaryOperator<List<T>> combiner() {
        return (list1, list2) -> {
            list1.addAll(list2); // 将两个List合并
            return list1;
        };
    }

    @Override
    public Function<List<T>, List<T>> finisher() {
        return Function.identity(); // 直接返回List本身
    }

    @Override
    public Set<Characteristics> characteristics() {
        return EnumSet.of(Characteristics.IDENTITY_FINISH,
                          Characteristics.CONCURRENT);
    }
}

通过使用自定义收集器，我们可以根据实际情况创建自己的收集器。

收集器的使用

下面是一个收集器的使用示例，该示例将一个文件中所有的单词读取出来，按照首字母进行分组，并统计每个单词在文件中出现的次数：

public static void main(String[] args) throws IOException {
    Path path = Paths.get("test.txt");
    Map<Character, Map<String, Long>> result = Files.lines(path)
            .flatMap(line -> Stream.of(line.split("\\W+")))
            .filter(w -> w.length() > 0)
            .collect(Collectors.groupingBy(
                    word -> Character.toLowerCase(word.charAt(0)),
                    Collectors.groupingBy(Function.identity(), Collectors.counting())));
    System.out.println(result);
}

以上示例中，我们使用Files.lines方法读取文件，并使用flatMap将每行拆分为单词。然后使用filter方法过滤掉长度为0的单词，并使用groupingBy按照首字母进行分组，最后使用counting统计每个单词在文件中出现的次数。

结论

通过本文的介绍，我们了解了Java8中Stream API的收集器的应用，它是一个非常强大的功能，可以让我们更加方便地对数据进行处理和分析。同时，我们还了解了收集器的常用方法，并学习了如何创建自定义收集器。最后，我们通过一个示例对收集器的使用进行了演示。