深入理解collectors.groupingBy

一、基礎概念

Java 8的Stream API提供了豐富的中間操作，其中collect方法可以將流轉化為另一種數據結構。collect方法接受一個Collector類型的參數，Collector是一個很重要的類，它定義了將流轉化為集合或Map的方法。

Collectors.groupingBy()是Collector類中的一個靜態方法，它接受一個分類函數和一個可選的結果轉換函數，返回一個將輸入元素分組的Map。

二、使用groupingBy方法分類

使用groupingBy方法可以把一組元素分為多個組。下面使用一個簡單的例子演示：

List<Person> people = Arrays.asList(
        new Person("Alice", 20),
        new Person("Bob", 35),
        new Person("Charlie", 50),
        new Person("David", 20),
        new Person("Eric", 35),
        new Person("Frank", 50)
);

Map<Integer, List<Person>> peopleByAge = 
    people.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge));

其中Person類定義如下：

class Person {
    private final String name;
    private final int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public String toString() {
        return name + " (" + age + ")";
    }
}

運行結果：

{50=[Charlie (50), Frank (50)], 35=[Bob (35), Eric (35)], 20=[Alice (20), David (20)]}

這裡使用Person類的getAge()方法，將Person對象按照年齡分為三組，並且以年齡作為Map的Key。

三、使用groupingBy方法進一步分類

groupingBy方法還可以進一步分類，例如將年齡相同的人按照名字字母順序排序。

Map<Integer, List<Person>> peopleByAge = 
    people.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge, TreeMap::new, Collectors.toList()));
Map<Integer, Map<String, List<Person>>> peopleByAgeAndName = people.stream()
        .collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge, TreeMap::new, 
                 Collectors.groupingBy(p -> p.getName().substring(0, 1), TreeMap::new, Collectors.toList())));

這裡將輸入元素Person分成了兩個層次，第一層是年齡，第二層是以名字首字母開頭的字母表順序。這裡使用了一個額外的TreeMap來存儲分組的結果，以保證結果的順序。運行結果如下：

{
 20={
   A=[Alice (20)],
   D=[David (20)]
  },
 35={
   B=[Bob (35)],
   E=[Eric (35)]
  },
 50={
   C=[Charlie (50)],
   F=[Frank (50)]
  }
}

四、使用groupingBy方法對元素進行統計

groupingBy方法還可以結合另一個方法Collectors.counting()，將每個分組中的元素統計出個數。下面使用一個例子說明：

Map<Integer, Long> peopleCountByAge =
    people.stream().collect(Collectors.groupingBy(Person::getAge, Collectors.counting()));

這裡將Person對象按照年齡分組，並且使用counting()方法對每個分組中的元素進行統計，最終得到一個以年齡為Key，以該年齡對應的Person對象數量為Value的Map。運行結果如下：

{20=2, 35=2, 50=2}

五、結語

本文深入介紹了使用Collectors.groupingBy()方法對流元素進行分類和統計。可以看出，在Java 8的Stream API中，collect方法和Collector類是非常重要的組成部分，尤其是在處理大數據時，使用Stream和Collector可以幫助我們更加方便和高效地進行數據處理。