collect 详细解析 Java 8 Stream API 中的 collect 方法

collect 详解

1. Java 8 引入的 Stream API 提供了一种强大的方式来处理集合数据
2. 其中的 collect 方法是一个关键操作，用于将流中的元素收集到不同类型的结果容器中。
3. 本文将详细介绍 Java 中 Stream 的 collect 方法
4. 包括其基本用法、常见的收集器以及一些实际应用场景。

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1，collect 方法的基本用法

collect 方法是 Stream API 中的一个终端操纵，它担当一个 Collector 参数，用于将流中的元素累积成一个效果。Collector 接口界说了如何收集元素的方法，通常使用 Collectors 工具类来提供各种预界说的收集器。
基本语法：

1. <R, A> R collect(Collector<? super T, A, R> collector)

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1. 其中：
2. T 是流中元素的类型。
3. A 是累加器的类型，用于在收集过程中累积部分结果。
4. R 是收集操作最终要返回的类型。

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示例1：将元素收集为列表

假设我们有一个字符串列表，我们希望将此中长度大于等于5的字符串收集到一个新的列表中。

1. List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "grape", "orange", "kiwi");
3. List<String> longWords = words.stream()
4.                              .filter(word -> word.length() >= 5)
5.                              .collect(Collectors.toList());
7. System.out.println(longWords); // 输出：[banana, orange]

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在这个示例中，collect(Collectors.toList()) 使用了 Collectors 工具类提供的静态方法 toList()，将流中符合条件的元素收集到一个新的 List 中。
当使用Java中的Stream API时，collect 方法是一个非常有效的工具，用于将流中的元素收集到差别范例的效果容器中。以下是一些直观易懂的例子，展示了 collect 方法的差别用法和常见场景。
假设我们有一个整数列表，我们想要将此中的偶数收集到一个新的列表中：

1. import java.util.Arrays;
2. import java.util.List;
3. import java.util.stream.Collectors;
5. public class CollectExamples {
7.     public static void main(String[] args) {
8.         List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
10.         List<Integer> evenNumbers = numbers.stream()
11.                                            .filter(n -> n % 2 == 0)
12.                                            .collect(Collectors.toList());
14.         System.out.println("Even numbers: " + evenNumbers); // 输出：Even numbers: [2, 4, 6, 8, 10]
15.     }
16. }

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在这个例子中，.collect(Collectors.toList()) 将流中的偶数收集到一个新的列表中。
示例2：将元素收集为 Set

假设我们有一个字符串列表，我们想要将此中的元素收集到一个 HashSet 中：

1. import java.util.Arrays;
2. import java.util.HashSet;
3. import java.util.List;
4. import java.util.Set;
5. import java.util.stream.Collectors;
7. public class CollectExamples {
9.     public static void main(String[] args) {
10.         List<String> words = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "apple", "grape");
12.         Set<String> uniqueWords = words.stream()
13.                                       .collect(Collectors.toSet());
15.         System.out.println("Unique words: " + uniqueWords); // 输出：Unique words: [orange, grape, banana, apple]
16.     }
17. }

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在这个例子中，.collect(Collectors.toSet()) 将列表中的字符串元素收集到一个 HashSet 中，去除了重复的元素。
示例3：将元素收集为 Map

假设我们有一个对象列表，每个对象有一个唯一的 ID 和一个名称，我们希望将这些对象收集到一个 Map 中，以对象的 ID 作为键，对象本身作为值：

1. import java.util.Arrays;
2. import java.util.List;
3. import java.util.Map;
4. import java.util.stream.Collectors;
6. class Item {
7.     private int id;
8.     private String name;
10.     public Item(int id, String name) {
11.         this.id = id;
12.         this.name = name;
13.     }
15.     public int getId() {
16.         return id;
17.     }
19.     public String getName() {
20.         return name;
21.     }
22. }
24. public class CollectExamples {
26.     public static void main(String[] args) {
27.         List<Item> items = Arrays.asList(
28.             new Item(1, "Apple"),
29.             new Item(2, "Banana"),
30.             new Item(3, "Orange")
31.         );
33.         Map<Integer, Item> itemMap = items.stream()
34.                                          .collect(Collectors.toMap(Item::getId, item -> item));
36.         System.out.println("Item map: " + itemMap);
37.         // 输出：Item map: {1=Item{id=1, name='Apple'}, 2=Item{id=2, name='Banana'}, 3=Item{id=3, name='Orange'}}
38.     }
39. }

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在这个例子中，.collect(Collectors.toMap(Item::getId, item -> item)) 将对象列表转换为一个 Map，此中键为对象的 ID，值为对象本身。
示例4：自界说收集器

偶尔候，我们需要根据特定的需求创建自界说的收集器。例如，假设我们希望将列表中的字符串连接成一个以逗号分隔的字符串：

1. import java.util.Arrays;
2. import java.util.List;
3. import java.util.stream.Collectors;
5. public class CollectExamples {
7.     public static void main(String[] args) {
8.         List<String> letters = Arrays.asList("a", "b", "c", "d");
10.         String result = letters.stream()
11.                                .collect(Collectors.joining(", "));
13.         System.out.println("Concatenated string: " + result);
14.          // 输出：Concatenated string: a, b, c, d
15.     }
16. }

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在这个例子中，.collect(Collectors.joining(", ")) 使用了 joining 方法来将流中的字符串连接成一个以逗号分隔的单个字符串。
这些例子展示了 collect 方法在日常编程中的实际应用，通过符合的收集器，可以轻松地将流中的元素转换为我们想要的数据结构或格式。
2，常见的收集器

Java 提供了丰富的预界说收集器，通过 Collectors 工具类可以方便地使用这些收集器。以下是一些常见的收集器示例：
将元素收集为 Set

1. Set<String> wordSet = words.stream()
2.                            .collect(Collectors.toSet());
4. System.out.println(wordSet);
5. // 输出：[apple, banana, grape, orange, kiwi]

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将元素收集为 Map
假设我们有一个对象列表，我们想要将列表中的对象按照某个属性收集到一个 Map 中，以属性值作为键，对象列表作为值。

1. class Person {
2.     private String name;
3.     private int age;
5.     // 省略构造方法和其他方法
6. }
8. List<Person> people = Arrays.asList(
9.     new Person("Alice", 30),
10.     new Person("Bob", 25),
11.     new Person("Charlie", 35)
12. );
14. Map<String, Person> nameToPersonMap = people.stream()
15.                                             .collect(Collectors.toMap(Person::getName, person -> person));
17. System.out.println(nameToPersonMap);

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这段代码将根据 Person 对象的 name 属性将对象收集到一个 Map 中，键为 name，值为 Person 对象本身。
3，自界说收集器

除了使用预界说的收集器外，还可以通过实现 Collector 接口来创建自界说的收集器，以满意特定的需求。自界说收集器需要实现 Supplier, BiConsumer, BinaryOperator, Characteristics 接口方法。
例如，假设我们要将流中的字符串连接成一个单独的字符串：

1. List<String> letters = Arrays.asList("a", "b", "c", "d");
3. String result = letters.stream()
4.                        .collect(StringBuilder::new, StringBuilder::append, StringBuilder::append)
5.                        .toString();
7. System.out.println(result);
8. // 输出：abcd

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在这个例子中，我们通过 StringBuilder::new 提供了一个初始的累加器，然后使用 StringBuilder::append 将每个元素连接到累加器上，最后通过 StringBuilder::toString 获得最终的字符串效果。
4，留意事项和使用场景

在使用 collect 方法时，需要考虑以下几点：

• 并行流： 当使用并行流时，应确保收集用具备无状态（stateless）或线程安全（thread-safe）的特性，以避免并发问题。
  
• 性能考量： 使用符合的收集器可以或许有效地提升性能，特别是在处理惩罚大数据量时。
  
• 可变性： 只管避免在并行流中使用可变的累加器，以免产生不可预料的效果。
  

5，总结

Stream 的 collect 方法是一个强大且灵活的工具，用于将流中的元素收集到差别范例的效果容器中。通过预界说的收集器或自界说的方式，可以满意各种差别的需求，使得聚集操纵变得简洁和高效。在实际开发中，充分利用 collect 方法可以或许大大简化代码，提高代码的可读性和维护性，是 Java 8 引入的函数式编程风格的紧张体现之一。

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