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【Java设计模式】集合管道模式：简化数据操作

article 2024/11/15 11:27:37

文章目录

【Java设计模式】集合管道模式：简化数据操作
- 一、概述
- 二、集合管道设计模式的意图
- 三、集合管道模式的详细解释及实际示例
- 四、Java中集合管道模式的编程示例
- 五、何时在Java中使用集合管道模式
- 六、集合管道模式在Java中的实际应用
- 七、集合管道模式的优点和权衡
- 八、源码下载

【Java设计模式】集合管道模式：简化数据操作

一、概述

在Java中，集合管道设计模式通过将操作序列链接起来处理数据集合。利用Java Stream API，它以声明式的方式转换数据，关注应该做什么而不是如何做。

二、集合管道设计模式的意图

Java中的集合管道设计模式通过将操作序列链接起来处理数据集合。利用Java Stream API，它以声明式的方式转换数据。

三、集合管道模式的详细解释及实际示例

实际示例：
- 想象一个现实世界中制造汽车的工厂装配线的例子。在这条装配线上，每个工位对汽车底盘执行特定的任务，如安装发动机、喷漆、安装车轮和检查最终产品。每个工位接收前一个工位的输出，并添加自己的处理步骤。这个操作序列类似于集合管道设计模式，其中管道中的每个步骤转换数据并将其传递给下一步，确保高效和有组织的工作流程。
通俗解释：
- Java中的集合管道模式涉及使用Stream API通过一系列操作处理数据。每个操作按顺序转换数据，类似于工厂中的装配线，促进了函数式编程原则。
维基百科解释：
- 在软件工程中，管道由一系列处理元素（进程、线程、协程、函数等）组成，排列方式使得每个元素的输出是下一个元素的输入；这个名称是类比物理管道。通常在连续元素之间提供一定量的缓冲。在这些管道中流动的信息通常是记录、字节或位的流，管道的元素可能被称为过滤器；这也被称为管道和过滤器设计模式。将元素连接到管道类似于函数组合。

四、Java中集合管道模式的编程示例

集合管道是一种编程模式，您将一些计算组织为一系列操作，这些操作通过将一个操作的输出作为下一个操作的输入来组合。
以下是集合管道设计模式的编程示例：
步骤1：过滤
我们从一个Car对象列表开始，我们想要过滤出那些在2000年以后制造的汽车。这是通过使用stream()方法从列表创建一个流，使用filter()方法过滤出我们想要的汽车，然后使用collect()方法将结果收集到一个新列表中完成的。

public static List<String> getModelsAfter2000(List<Car> cars){
    return cars.stream()
       .filter(car -> car.getYear() > 2000) // 过滤出2000年以后制造的汽车
       .sorted(comparing(Car::getYear)) // 按年份对汽车进行排序
       .map(Car::getModel) // 获取每辆汽车的型号
       .collect(toList()); // 将结果收集到一个新列表中
}

步骤2：分组
接下来，我们想要按类别对汽车进行分组。这是通过使用groupingBy收集器完成的。

public static Map<Category, List<Car>> getGroupingOfCarsByCategory(List<Car> cars){
    return cars.stream()
       .collect(groupingBy(Car::getCategory)); // 按类别对汽车进行分组
}

步骤3：过滤、排序和转换
最后，我们想要过滤出某人拥有的汽车中仅包括轿车，按日期对它们进行排序，然后将排序后的汽车转换为一个Car对象列表。

public static List<Car> getSedanCarsOwnedSortedByDate(List<Person> persons){
    return persons.stream()
       .flatMap(person -> person.getCars().stream()) // 展平每个人拥有的汽车列表
       .filter(car -> Category.SEDAN.equals(car.getCategory())) // 过滤出仅包括轿车的汽车
       .sorted(comparing(Car::getDate)) // 按日期对汽车进行排序
       .collect(toList()); // 将结果收集到一个新列表中
}