Java 8 Steam API map和flatMap方法使用详解

一对多的提取内容用flatmap，一对一用map
 

java 8 stream api 中有两个方法map和flatMap非常实用，应用场景也非常广泛，能极大提升编程效率。下面我们详细介绍一下这两个方法的用法。

map方法

我们来看个示例：把一个整数列表转换成字符串列表，java 8之前常用的实现方法如下

List numList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
List strList = new ArrayList<>();
for (int num : numList) {
    strList.add(Integer.toString(num));
}

这种写法比较符合直觉，但略显繁琐。如果用java 8的stream api的map方法则可以把这个过程变的非常简洁

List strList = numList.stream()
        .map(it -> Integer.toString(it))
        .collect(Collectors.toList());

map方法接受一个lambda表达式，这个表达式是一个函数，输入类型是集合元素的类型，输出类型是任意类型

it -> Integer.toString(it)

在示例中就是将集合中的整数元素逐个转换成字符串类型。这种写法和常规的编程思路不同，却有点像SQL

select id from table1

这条SQL语句读取一张表的id字段，id是int类型，我们将他转换成字符类型，实现方法如下

select cast(id as CHAR(10)) as id from table1

SQL中的select对应的是map方法

cast(id as CHAR(10)) 对应的就是 it -> Integer.toString(it)

我们还可以用map实现很多效果，比如转换成符合要求的bool列表

List boolList = numList.stream()
        .map(it -> it > 5 ? true : false)
        .collect(Collectors.toList());

或者转换成某种对象列表

public class Main {
    private static class Klass {
        private int field;
 
        public Klass(int field) {
            this.field = field;
        }
 
        @Override
        public String toString() {
            return "field=" + field;
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        List numList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
        List objList = numList.stream()
                .map(it -> new Klass(it))
                .collect(Collectors.toList());
    }
}

都可以非常迅速的实现，和那些流水账式的代码告别

List objList2 = new ArrayList<>();
for (int num : numList) {
    objList2.add(new Klass(num));
}

其实这种写法就是函数式编程的声明性编程，将代码写成表达式类型。而我们常用的SQL语言天生就是函数式语言。

flatMap方法

我们把需求扩展下

先定义两个类型

private static class Klass {
    private int field;

    public Klass(int field) {
        this.field = field;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "field=" + field;
    }
}

private static class KlassGroup {
    private List group = new ArrayList<>();

    public KlassGroup(Klass... objList) {
        for (Klass item : objList) {
            this.group.add(item);
        }
    }

    public List getKlassList() {
        return group;
    }
}

KlassGroup类中定义了一个Klass类的列表

现在我们有一组KlassGroup对象

List groupList = Arrays.asList(
        new KlassGroup(new Klass(1), new Klass(2), new Klass(3)),
        new KlassGroup(new Klass(4), new Klass(5), new Klass(6)),
        new KlassGroup(new Klass(7), new Klass(8), new Klass(9)),
        new KlassGroup(new Klass(10))
);

需要将每个KlassGroup对象中的那些Klass类取出来，放到一个ArrayList里面，得到一个List。我们尝试着用map方法来实现

List> result = groupList.stream()
        .map(it -> it.getKlassList())
        .collect(Collectors.toList());

哈，不成功，我们想要的结果是List，现在得到了 List>。当然，我们可以轻而易举的解决这个问题

List result2 = new ArrayList<>();
for (KlassGroup group : groupList) {
    for (Klass klass : group.getKlassList()) {
        result2.add(klass);
    }
}

但是这种套了两层for循环的代码太丑陋了。面对这种需求，flatMap可以大展身手了

List result3 = groupList.stream()
        .flatMap(it -> it.getKlassList().stream())
        .collect(Collectors.toList());

一行代码就实现了

stream api 的 flatMap方法接受一个lambda表达式函数， 函数的返回值必须也是一个stream类型，flatMap方法最终会把所有返回的stream合并，map方法做不到这一点，如果用map去实现，会变成这样一个东西

List> result3 = groupList.stream()
        .map(it -> it.getKlassList().stream())
        .collect(Collectors.toList());

flatMap的思路在其他语言中也有体现，比如C# Linq中的 SelectMany 方法，F# 中的 List.collect方法都有同样的作用。用函数式编程的说法，他们都实现了 monad，当然，monad这个概念很难是通俗的描述清楚，此文中就不展开了。

java 8 stream api 中各方法可以极大的简化集合操作，带来大幅度的编码效率提升，如果是java 8及以上的版本，一定要优先使用，stream api绝对是java中史诗级的工作效率提升利器。