使用 Java Stream 查找 List 中具有最大值的元素

本文介绍了如何使用 Java Stream API 从 ArrayList> 中找到具有最大 "Length" 值的 HashMap。文章首先建议使用自定义对象而非 HashMap 来存储数据，然后分别展示了查找单个最大元素和查找所有具有最大值的元素集合的两种方法，并提供了详细的代码示例。此外，还提供了使用三参数 Stream.collect() 方法的替代方案，避免创建中间 Map。

使用对象的力量

当处理结构化的数据时，应该优先考虑使用自定义对象而不是 HashMap。HashMap 适用于存储键值对，但当数据具有明确的属性和类型时，自定义对象能提供更好的类型安全性和可读性。例如，对于 {"Start":"A", "End":"B","Length":5} 这样的数据，可以创建一个如下的 Java 16 record：

public record Foo(String start, String end, int length) {}

使用 Foo 对象代替 HashMap，可以使代码更清晰、更易于维护。

查找单个最大元素

如果只需要找到一个具有最大 length 值的 Foo 对象，可以使用 Stream.max() 或 Collections.max() 方法。这两个方法都需要一个 Comparator 实例来比较对象。

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使用 Stream API

List foos = // 初始化列表

Foo max = foos.stream()
    .max(Comparator.comparingInt(Foo::length)) // 返回 Optional
    .orElseThrow();

这段代码首先将 foos 列表转换为 Stream，然后使用 Comparator.comparingInt(Foo::length) 创建一个比较器，根据 length 属性进行比较。Stream.max() 方法返回一个 Optional 对象，因为列表中可能没有元素。使用 orElseThrow() 方法可以在列表为空时抛出异常。

使用 Collections.max()

List foos = // 初始化列表

Foo max = Collections.max(foos, Comparator.comparingInt(Foo::length));

Collections.max() 方法直接在集合上查找最大元素，也需要一个 Comparator 实例。

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查找所有具有最大值的元素

如果需要找到所有具有最大 length 值的 Foo 对象，可以使用 groupingBy() 方法将数据按 length 分组，然后找到具有最大键的条目。

List foos = // 初始化列表

List max = foos.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(Foo::length)) // Map>
    .entrySet().stream()             // Stream>>
    .max(Map.Entry.comparingByKey()) // Optional>
    .map(Map.Entry::getValue)        // Optional>
    .orElse(Collections.emptyList());

这段代码首先使用 Collectors.groupingBy(Foo::length) 将 foos 列表按 length 分组，生成一个 Map>，其中键是 length 值，值是具有相同 length 值的 Foo 对象列表。然后，将 Map 的条目转换为 Stream，并使用 Map.Entry.comparingByKey() 找到具有最大键的条目。最后，提取该条目的值，即具有最大 length 值的 Foo 对象列表。

使用三参数 Stream.collect() 方法

另一种方法是使用三参数版本的 Stream.collect() 方法，它可以避免创建中间 Map。

List foos = // 初始化列表

List max = foos.stream()
    .collect(
        ArrayList::new,
        (List l, Foo f) -> {
            if (!l.isEmpty() && l.get(0).length() < f.length()) l.clear();
            if (l.isEmpty() || l.get(0).length() == f.length()) l.add(f);
        },
        (l, r) -> {
            if (l.get(0).length() < r.get(0).length()) l.clear();
            if (l.isEmpty() || l.get(0).length() == r.get(0).length()) l.addAll(r);
        }
    );

这个方法使用一个 ArrayList 作为累加器，第一个参数 ArrayList::new 创建一个新的 ArrayList。第二个参数是一个 BiConsumer，它接受累加器和 Stream 中的元素，并根据元素的 length 值更新累加器。如果当前元素的 length 值大于累加器中已有元素的 length 值，则清空累加器并将当前元素添加到累加器中。如果当前元素的 length 值等于累加器中已有元素的 length 值，则将当前元素添加到累加器中。第三个参数是一个 BinaryOperator，它接受两个累加器，并将它们合并。如果第一个累加器中元素的 length 值小于第二个累加器中元素的 length 值，则清空第一个累加器并将第二个累加器中的元素添加到第一个累加器中。如果两个累加器中元素的 length 值相等，则将第二个累加器中的元素添加到第一个累加器中。

总结

本文介绍了如何使用 Java Stream API 从 ArrayList> 中找到具有最大 "Length" 值的 HashMap。首先建议使用自定义对象代替 HashMap 来存储数据，然后分别展示了查找单个最大元素和查找所有具有最大值的元素集合的两种方法，并提供了详细的代码示例。此外，还提供了使用三参数 Stream.collect() 方法的替代方案，避免创建中间 Map。选择哪种方法取决于具体的需求和性能考虑。