Java8 中使用Stream 讓List 轉 Map使用總結

Kevin.ZhangCG發表於2021-06-16
Java

在使用 Java 的新特性 Collectors.toMap() 將 List 轉換為 Map 時存在一些不容易發現的問題，這裡總結一下備查。

空指標風險

java.lang.NullPointerException

當 List 中有 null 值的時候，使用 Collectors.toMap() 轉為 Map 時，會報 java.lang.NullPointerException，如下：

List<SdsTest> sdsTests = new ArrayList<>();
    SdsTest sds1 = new SdsTest("aaa","aaa");
    SdsTest sds2 = new SdsTest("bbb",null);

    sdsTests.add(sds1);
    sdsTests.add(sds2);

    Map<String, String> map = sdsTests.stream().collect(Collectors.toMap(SdsTest::getName, SdsTest::getAge));    
    System.out.println(map.toString());

---------
執行錯誤：
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
    at java.util.HashMap.merge(HashMap.java:1216)
    at java.util.stream.Collectors.lambda$toMap$150(Collectors.java:1320)
    .....

　　原因是 toMap() 方法中使用 Map.merge() 方法合併時，merge 不允許 value 為 null 導致的，原始碼如下：

default V merge(K key, V value, BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
    Objects.requireNonNull(remappingFunction);
    // 在這裡判斷了value不可為null
    Objects.requireNonNull(value);
    V oldValue = get(key);
    V newValue = (oldValue == null) ? value : remappingFunction.apply(oldValue, value);
    ...

解決方法

  1. 業務控制不要出現 Null 值【有 Null 的地方，可以賦值預設值】
  2. 在轉換時加判斷，如果為 null，則給一個預設值
Map<String, String> map = sdsTests.stream().collect(Collectors.toMap(SdsTest::getName, sdsTest -> sdsTest.getAge() == null ? "0" : sdsTest.getAge()));
  1. 使用 collect(..) 構建，允許空值
Map<String, String> nmap = sdsTests.stream().collect(HashMap::new,(k, v) -> k.put(v.getName(), v.getAge()), HashMap::putAll);
// TODO 下游業務從Map取值要做NPE判斷
  1. 使用 Optional 對值進行包裝
Map<String, Optional<String>> opmap = sdsTests.stream().collect(Collectors.toMap(SdsTest::getName, sdsTest -> Optional.ofNullable(sdsTest.getAge())));
System.out.println("bbb.age=" + opmap.get("bbb").orElse("0"));
------------
輸出：
bbb.age=0

建議

  1. 優先業務控制，儘量避免 List 中存在 Null
  2. 其次推薦第 4 種方法【使用 Optional 對值進行包裝】，能很好的避免 NPE 問題

key重複風險

java.lang.IllegalStateException: Duplicate key xx

當 List 中有重複值的時候，使用 Collectors.toMap() 轉為 Map 時，會報：java.lang.IllegalStateException: Duplicate key xx，例如

List<SdsTest> sdsTests = new ArrayList<>();
    SdsTest sds1 = new SdsTest("aaa","aaa");
    SdsTest sds2 = new SdsTest("aaa","ccc");

    sdsTests.add(sds1);
    sdsTests.add(sds2);

    Map<String, String> map = sdsTests.stream().collect(Collectors.toMap(SdsTest::getName, SdsTest::getAge));    
    System.out.println(map.toString());

---------
執行錯誤：
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: Duplicate key aaa
        at java.util.stream.Collectors.lambda$throwingMerger$92(Collectors.java:133)
        at java.util.stream.Collectors$$Lambda$6/1177096266.apply(Unknown Source)
        at java.util.HashMap.merge(HashMap.java:1245)
            .....

原因是兩個引數的toMap(xx, xx)方法, 當出現重複key觸發merge時，直接丟擲異常。原始碼如下：

public static <T, K, U>
Collector<T, ?, Map<K,U>> toMap(Function<? super T, ? extends K> keyMapper,
                            Function<? super T, ? extends U> valueMapper) {
     // 注意這裡的throwingMerger()
     return toMap(keyMapper, valueMapper, throwingMerger(), HashMap::new);
}

接下來我們看throwingMerger() 方法：【注意方法註釋】

/**
 * Returns a merge function, suitable for use in
 * {@link Map#merge(Object, Object, BiFunction) Map.merge()} or
 * {@link #toMap(Function, Function, BinaryOperator) toMap()}, which always
 * throws {@code IllegalStateException}.  This can be used to enforce the
 * assumption that the elements being collected are distinct.
 *
 * @param <T> the type of input arguments to the merge function
 * @return a merge function which always throw {@code IllegalStateException}
 */
 private static <T> BinaryOperator<T> throwingMerger() {
      return (u,v) -> { throw new IllegalStateException(String.format("Duplicate key %s", u)); };
 }
...

解決方法

  1. 業務控制儘量不要出現重複值
  2. 出現重複 key 時，使用後面的 value 覆蓋前面的 value
SdsTest sds1 = new SdsTest("aaa","aaa");
SdsTest sds2 = new SdsTest("bbb","bbb");
SdsTest sds3 = new SdsTest("aaa","ccc");

sdsTests.add(sds1);
sdsTests.add(sds2);
sdsTests.add(sds3);

// 寫法一
Map<String, String> nmap = sdsTests.stream().collect(HashMap::new,(k, v) -> k.put(v.getName(), v.getAge()), HashMap::putAll);
System.out.println("nmap->:" + nmap.toString());

// 寫法二
Map<String, String> nmap1 = sdsTests.stream().collect(Collectors.toMap(SdsTest::getName, SdsTest::getAge, (k1, k2) -> k2));
System.out.println("nmap1->:" + nmap1.toString());
...
----------------------
輸出：
nmap->:{aaa=ccc, bbb=bbb}
nmap1->:{aaa=ccc, bbb=bbb}
  1. 出現重複 key 時，把對應的 value 拼接起來
...
Map<String, String> nmap1 = sdsTests.stream().collect(Collectors.toMap(SdsTest::getName, SdsTest::getAge, (k1, k2) -> k1 + "," + k2));
System.out.println("nmap1->:" + nmap1.toString());
...
----------------
輸出：
nmap1->:{aaa=aaa,ccc, bbb=bbb}
  1. 把重複 key 的值拼成一個集合
......
Map<String, List<String>> map = sdsTests.stream().collect(Collectors.toMap(SdsTest::getName,
    s -> {
        List<String> ages = new ArrayList<>();
        ages.add(s.getAge());
        return ages;
    },
    (List<String> v1, List<String> v2) -> {
        v1.addAll(v2);
        return v1;
    }));
System.out.println("map->"+map.toString());
------------
輸出：
map->{aaa=\[aaa, ccc\], bbb=\[bbb\]}

建議：

  1. 優先業務控制，儘量避免 List 中出現重複
  2. 若存在重複場景，則根據實際業務場景選擇具體方法【覆蓋、拼接、搞成集合】

 

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