Теория: Стандартные методы свертки (Collectors)

Обработка коллекций через стримы в основном заканчивается двумя вариантами:

• Из стрима формируется список через toList()
• Стрим сворачивается в какое-то значение через reduce()

Второй случай распадается на различные варианты свертки, некоторые из которых встречаются очень часто. Чтобы не делать каждый раз одно и тоже, эти варианты сверток были реализованы в утилитарном классе Collectors в виде статических методов. В этом уроке мы рассмотрим эти методы.

Общий принцип работы этих методов такой. В конце цепочки вызывается метод collect(), куда передается конкретный коллектор. Пример подсчета количества элементов стрима:

import java.util.stream.Collectors;

var numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
var count = numbers.stream().collect(Collectors.counting());
System.out.println(count); // => 5

Агрегирующие функции

Классическая свертка это разнообразные функции агрегации данных, такие как поиск суммы, минимального, максимального и среднего.

var numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
var sum = numbers.stream()
               .collect(Collectors.summingInt(Integer::intValue));
System.out.println(sum); // => 15

Метод summingInt() принимает на вход один параметр, с помощью которого извлекается значение из элемента коллекции. В нашем случае мы уже работаем с нужным значением, поэтому используется метод Integer.intValue(), который возвращает это же число. В случае использования объектов необходимость такой реализации очевиднее:

var total = employees.stream()
                     .collect(Collectors.summingInt(Employee::getSalary));
                     // Если бы зарплата была типа Double
                     // .collect(Collectors.summingDouble(Employee::getSalary));

Точно так же мы можем посчитать среднюю зарплату.

var average = employees.stream()
                       .collect(Collectors.averagingInt(Employee::getSalary));

Для подсчета минимального и максимального понадобится добавить обертку в виде метода Comparator, который делает необходимое сравнение.

var min = employees.stream()
                   .collect(Collectors.minBy(Comparator.comparingInt(Employee::getSalary)));

var max = employees.stream()
                   .collect(Collectors.maxBy(Comparator.comparingInt(Employee::getSalary)));

Конкатенация

Результат стрима можно преобразовать в строку с помощью Collectors.joining().

var list = List.of("Apple", "Banana", "Cherry");
var result = list.stream()
                 .collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(result); // => Apple, Banana, Cherry

При необходимости можно указать символы для оборачивания получившейся строки.

var list = List.of("Apple", "Banana", "Cherry");
var result = list.stream()
                 .collect(Collectors.joining(", ", "[", "]"));
System.out.println(result); // => [Apple, Banana, Cherry]

Группировка

Самый интересный вариант использования Collectors это группировка значений коллекции по каким-то признакам. Если предположить что у нас есть список сотрудников, то мы можем сгруппировать его по подразделению в котором они работают. На выходе получится Map.

List<Employee> employees = Arrays.asList(
    new Employee("John Doe", "IT", 70000),
    new Employee("Jane Smith", "HR", 75000),
    new Employee("Mary Johnson", "IT", 60000),
    new Employee("Mike Wilson", "Marketing", 65000)
);

// Map<String, List<Employee>>
var employeesByDepartment = employees.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(Employee::getDepartment));

System.out.println(employeesByDepartment);
// => {
//   HR=[Employee(name=Jane Smith, department=HR, salary=75000)],
//   IT=[Employee(name=John Doe, department=IT, salary=70000), Employee(name=Mary Johnson, department=IT, salary=60000)],
//   Marketing=[Employee(name=Mike Wilson, department=Marketing, salary=65000)]
// }

Существует и более сложная версия группировки, в которой к получившейся группе применяется дополнительная свертка. Например так можно посчитать количество слов в тексте. Ниже пример этого кода, в котором для простоты текст уже разбит на список слов.

var words = Arrays.asList("apple", "banana", "apple", "orange", "banana", "apple");

// Map<String, Long>
var wordCounts = words.stream()
                      .collect(Collectors.groupingBy(word -> word, Collectors.counting()));

System.out.println(wordCounts); // => {orange=1, banana=2, apple=3}

Как работает этот код:

• Так как в нашем списке обычные слова, а не объекты, лямбда имеет такой вид word -> word.
• Вторым параметром в Collectors.groupingBy() передается другой метод коллектора, который выполняется независимо для каждой получившейся группы. Результат этой свертки становится значением в результирующем Map. В примере выше, вместо списка слов мы получаем числовое значение.

Партицирование

Партицирование, это вариант свертки, в котором список значений делится на две группы по заданному условию. Выполняется с помощью метода Collectors.partitioningBy().

// Map<Boolean, List<Integer>>
var groups = numbers.stream()
                    .collect(Collectors.partitioningBy(n -> n % 2 == 0));
// {false=[1, 3, 5, 7, 9], true=[2, 4, 6, 8, 10]}