不要再認為Stream可讀性不高了！

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距離Java 8發布已經過去了7、8年的時間，Java 14也剛剛發布。Java 8中關於函數式編程和新增的Stream流API至今飽受“爭議”。

如果你不曾使用Stream流，那么當你見到Stream操作時一定對它發出過鄙夷的聲音，並在心里說出“這都寫的什么玩意兒”。

如果你熱衷於使用Stream流，那么你一定被其他人說過它可讀性不高，甚至在codereview時被要求改用for循環操作，更甚至被寫入公司不規范編碼中的案例。

這篇文章將告訴你，不要再簡單地認為Stream可讀性不高了！

下面我將圍繞以下舉例數據說明。

這里有一些學生課程成績的數據，包含了學號、姓名、科目和成績，一個學生會包含多條不同科目的數據。

ID	學號	姓名	科目	成績
1	20200001	Kevin	語文	90
2	20200002	張三	語文	91
3	20200001	Kevin	數學	99
4	20200003	李四	語文	76
5	20200003	李四	數學	71
6	20200001	Kevin	英語	68
7	20200002	張三	數學	88
8	20200003	張三	英語	87
9	20200002	李四	英語	60

場景一：通過學號，計算一共有多少個學生？

通過學號對數據去重，如果在不借助Stream以及第三方框架的情況下，應該能想到通過Map的key鍵不能重復的特性循環遍歷數據，最后計算Map中鍵的數量。

/**
 * List列表中的元素是對象類型，使用For循環利用Map的key值不重復通過對象中的學號字段去重，計算有多少學生
 * @param students 學生信息
 */
private void calcStudentCount(List<Student> students) {
    Map<Long, Student> map = new HashMap<>();
    for (Student student : students) {
        map.put(student.getStudentNumber(), student);
    }
  int count = map.keySet().size();
  System.out.println("List列表中的元素是對象類型，使用For循環利用Map的key值不重復通過對象中的學號字段去重，計算有多少學生：" + count);
}

你可能會覺得這很簡潔清晰，但我要告訴你，這是錯的！上述代碼除了方法名calcStudentCount以外，冗余的for循環樣板代碼無法流暢傳達程序員的意圖，程序員必須閱讀整個循環體才能理解。

接下來我們將使用Stream來准確傳達程序員的意圖。

Stream中distinct方法表示去重，這和MySQL的DISTINCT含義相同。Stream中，distinct去重是通過通過流元素中的hashCode()和equals()方法去除重復元素，如下所示通過distinct對List中的String類型元素去重。

private void useSimpleDistinct() {
    List<String> repeat = new ArrayList<>();
    repeat.add("A");
    repeat.add("B");
    repeat.add("C");
    repeat.add("A");
    repeat.add("C");
    
    List<String> notRepeating = repeat.stream().distinct().collect(Collectors.toList());
    System.out.println("List列表中的元素是簡單的數據類型：" + notRepeating.size());
}

再調用完distinct方法后，再調用collect方法對流進行最后的計算，使它成為一個新的List列表類型。

但在我們的示例中，List中的元素並不是普通的數據類型，而是一個對象，所以我們不能簡單的對它做去重，而是要先調用Stream中的map方法。

/**
 * List列表中的元素是對象類型，使用Stream利用HashMap通過對象中的學號字段去重，計算有多少學生
 * @param students 學生信息
 */
private void useStreamByHashMap(List<Student> students) {
    long count = students.stream().map(Student::getStudentNumber).distinct().count();
    System.out.println("List列表中的元素是對象類型，使用Stream利用Map通過對象中的學號字段去重，計算有多少學生：" + count);
}

Stream中的map方法不能簡單的和Java中的Map結構對應，准確來講，應該把Stream中的map操作理解為一個動詞，含義是歸類。既然是歸類，那么它就會將屬於同一個類型的元素化為一類，學號相同的學生自然是屬於一類，所以使用map(Student::getStudentNumber)將學號相同的歸為一類。在通過map方法重新生成一個流過后，此時再使用distinct中間操作對流中元素的hashCode()和equals()比較去除重復元素。

另外需要注意的是，使用Stream流往往伴隨Lambda操作，有關Lambda並不是本章的重點，在這個例子中使用map操作時使用了Lambda操作中的“方法引用”——Student::getStudentNumber，語法格式為“ClassName::methodName”，完整語法是“student -> student.getStudentNumber()”，它表示在需要的時候才會調用，此處代表的是通過調用Student對象中的getStudentNumber方法進行歸類。

場景二：通過學號+姓名，計算一共有多少個學生？

傳統的方式依然是借助Map數據結構中key鍵的特性+for循環實現：

/**
 * List列表中的元素是對象類型，使用For循環利用Map的key值不重復通過對象中的學號+姓名字段去重，計算有多少學生
 * @param students 學生信息
 */
private void useForByMap(List<Student> students) {
    Map<String, Student> map = new HashMap<>();
    for (Student student : students) {
      map.put(student.getStudentNumber() + student.getStudentName(), student);
    }
    int count = map.keySet().size();
    System.out.println("List列表中的元素是對象類型，使用For循環利用Map的key值不重復通過對象中的學號+姓名字段去重，計算有多少學生：" + count);

}

如果使用Stream流改動點只是map操作中的Lambda表達式：

/**
 * List列表中的元素是對象類型，使用Stream利用HashMap通過對象中的學號+姓名字段去重，計算有多少學生
 * @param students 學生信息
 */
private void useStreamByHashMap(List<Student> students) {
    long count = students.stream().map(student -> (student.getStudentNumber() + student.getStudentName())).distinct().count();
    System.out.println("List列表中的元素是對象類型，使用Stream利用Map通過對象中的學號+姓名字段去重，計算有多少學生：" + count);
}

前面已經提到在使用map時，如果只需要調用一個方法則可以使用Lambda表達式中的“方法引用”，但這里需要調用兩個方法，所以只好使用Lambda表達式的完整語法“student -> (student.getStudentNumber() + student.getStudentName())”。

這個場景主要是熟悉Lambda表達式。

場景三：通過學號對學生進行分組，例如：Map<Long, List >，key=學號，value=學生成績信息

傳統的方式仍然可以通過for循環借助Map實現分組：

/**
 * 借助Map通過for循環分類
 * @param students 學生信息
 */
private Map<Long, List<Student>> useFor(List<Student> students) {
    Map<Long, List<Student>> map = new HashMap<>();
    for (Student student : students) {
        List<Student> list = map.get(student.getStudentNumber());
        if (list == null) {
            list = new ArrayList<>();
            map.put(student.getStudentNumber(), list);
        }
        list.add(student);
    }
    return map;
}

這種實現比場景一更為復雜，充斥着大量的樣板代碼，同樣需要程序員一行一行讀for循環才能理解含義，這樣的代碼真的可讀性高嗎？

來看Stream是如何解決這個問題的：

/**
 * 通過Group分組操作
 * @param students 學生信息
 * @return 學生信息，key=學號，value=學生信息
 */
private Map<Long, List<Student>> useStreamByGroup(List<Student> students) {
    Map<Long, List<Student>> map = students.stream().collect(Collectors.groupingBy(Student::getStudentNumber));
    return map;
}

一行代碼搞定分組的場景，這樣的代碼可讀性不高嗎？

場景四：過濾分數低於70分的數據，此處“過濾”的含義是排除掉低於70分的數據

傳統的for循環樣板代碼，想都不用想就知道直接在循環體中加入if判斷即可：

/**
 * 通過for循環過濾
 * @param  students 學生數據
 * @return 過濾后的學生數據
 */
public List<Student> useFor(List<Student> students) {
    List<Student> filterStudents = new ArrayList<>();
    for (Student student : students) {
        if (student.getScore().compareTo(70.0) > 0) {
            filterStudents.add(student);
        }
    }
    return filterStudents;
}

使用Stream流，則需要使用心得操作——filter。

/**
 * 通過Stream的filter過濾操作
 * @param students 學生數據
 * @return 過濾后的學生數據
 */
public List<Student> useStream(List<Student> students) {
    List<Student> filter = students.stream().filter(student -> student.getScore().compareTo(70.0) > 0).collect(Collectors.toList());
    return filter;
}

filter中的Lambda表達式如果返回true，則包含進此次結果中，如果返回false則排除掉。

以上關於Stream流的操作，你真的還認為Stream的可讀性不高嗎？

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