Java 8：从 Map 中提取所有最大值对应的键列表-java教程-PHP中文网

Java 8：从 Map 中提取所有最大值对应的键列表

碧海醫心

发布： 2025-09-22 17:10:01

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java 8：从 map 中提取所有最大值对应的键列表

本教程将深入探讨如何在 Java 8 及更高版本中，从 Map<String, Integer> 集合中高效地获取所有与最大数值关联的键列表。我们将介绍两种主要方法：利用 Stream API 的 groupingBy 和 max 操作实现简洁的解决方案，以及采用传统单次迭代循环以优化性能。

理解问题：收集所有最大值键

在处理 Map<String, Integer> 类型的数据时，一个常见的需求是找到具有最大值的键。然而，当多个键可能共享相同的最大值时，例如在一个映射 {"first": 50, "second": 10, "third": 50} 中，我们期望的输出是 [first, third]，而不是仅仅 first 或 third 中的一个。

传统的 Stream API max(Map.Entry.comparingByValue()) 操作通常只会返回一个 Optional<Map.Entry>，即使存在多个具有相同最大值的 Entry，它也只会选择其中一个。因此，我们需要更精细的方法来收集所有符合条件的键。

方法一：利用 Java 8 Stream API 进行分组与聚合

Java 8 的 Stream API 提供了强大且富有表达力的方式来处理集合数据。通过结合 Collectors.groupingBy 和 Collectors.mapping，我们可以优雅地解决此问题。

核心思想

这种方法的核心在于将原始的 Map<String, Integer> 首先转换为一个 Map<Integer, List<String>>，其中键是原始的数值，值是所有拥有该数值的键的列表。转换完成后，我们只需找到这个新 Map 中最大的键（即原始数据的最大值），并取出其对应的键列表即可。

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实现步骤

创建 Entry Stream：从原始 Map 中获取 entrySet() 并转换为 Stream<Map.Entry<String, Integer>>。
按值分组：使用 Collectors.groupingBy(Map.Entry::getValue, Collectors.mapping(Map.Entry::getKey, Collectors.toList())) 将 Entry 流按其值（Integer）进行分组。groupingBy 的第一个参数 Map.Entry::getValue 指定了分组的依据，第二个参数 mapping(Map.Entry::getKey, toList()) 是一个下游收集器，它将每个分组中的 Map.Entry 的键（String）提取出来并收集到一个 List<String> 中。这一步的结果是一个 Map<Integer, List<String>>。
查找最大值分组：对新生成的 Map<Integer, List<String>> 的 entrySet() 再次创建 Stream。
获取最大键对应的列表：使用 max(Map.Entry.<Integer, List<String>>comparingByKey()) 找到这个 Stream 中键（即原始值）最大的 Entry。最后，通过 orElseThrow().getValue() 获取到这个最大键对应的 List<String>。

示例代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

import static java.util.stream.Collectors.groupingBy;
import static java.util.stream.Collectors.mapping;
import static java.util.stream.Collectors.toList;

public class MaxKeysCollector {

    public static void main(String[] args) {
        final Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("first", 50);
        map.put("second", 10);
        map.put("third", 50);
        map.put("fourth", 20);
        map.put("fifth", 50);

        List<String> maxKeysStream = map.entrySet()
                .stream()
                // 1. 按值分组，将Map<String, Integer>转换为Map<Integer, List<String>>
                .collect(groupingBy(Map.Entry::getValue, mapping(Map.Entry::getKey, toList())))
                .entrySet()
                .stream()
                // 2. 找到新Map中键（即原始值）最大的Entry
                .max(Map.Entry.<Integer, List<String>>comparingByKey())
                // 3. 取出最大值对应的键列表
                .orElseThrow(() -> new IllegalStateException("Map cannot be empty to find max keys."))
                .getValue();

        System.out.println("Stream API 结果: " + maxKeysStream); // 预期输出: [first, third, fifth] (顺序可能不同)
    }
}

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注意事项

这种方法简洁且具有声明式风格，代码可读性强。然而，它涉及两次 Stream 迭代和一次中间 Map 的创建。对于包含大量数据的 Map，这可能会带来一定的性能开销，尽管第二次迭代的 Map 规模通常会小于原始 Map。

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方法二：高效的传统单次迭代循环

对于性能要求极高的场景，或者当 Map 包含的数据量非常大时，传统的单次迭代 for 循环通常能提供最优的性能。

核心思想

该方法通过一次遍历 Map 的所有 Entry 来实现。在遍历过程中，我们维护一个当前已知的最大值 maxValue 和一个存储所有与 maxValue 关联的键的列表 maxKeys。

实现步骤

初始化：创建一个空的 List<String> 用于存储最大值对应的键，并初始化一个 maxValue 变量为 Integer.MIN_VALUE（或 Map 中第一个 Entry 的值）。
遍历 Map：迭代 map.entrySet() 中的每一个 Entry。
比较与更新：
- 如果当前 Entry 的值 e.getValue() 小于 maxValue，则说明它不是最大值，直接跳过。
- 如果 e.getValue() 大于 maxValue，这表示我们找到了一个新的更大的最大值。此时，需要清空 maxKeys 列表，因为之前收集的键已不再是最大值对应的键。然后，更新 maxValue 为 e.getValue()。
- 最后，将当前 Entry 的键 e.getKey() 添加到 maxKeys 列表中。

示例代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class MaxKeysCollector {

    public static void main(String[] args) {
        final Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("first", 50);
        map.put("second", 10);
        map.put("third", 50);
        map.put("fourth", 20);
        map.put("fifth", 50);

        List<String> maxKeysLoop = new ArrayList<>();
        int maxValue = Integer.MIN_VALUE; // 初始化为最小整数值

        // 检查Map是否为空，避免在空Map上操作
        if (map.isEmpty()) {
            System.out.println("Map is empty, no max keys.");
            return;
        }

        for (Map.Entry<String, Integer> e : map.entrySet()) {
            if (e.getValue() < maxValue) {
                // 当前值小于已知最大值，跳过
                continue;
            }
            if (e.getValue() > maxValue) {
                // 发现新的更大的最大值，清空旧的maxKeys
                maxKeysLoop.clear();
                maxValue = e.getValue(); // 更新最大值
            }
            // 当前值等于或大于最大值，添加到maxKeys
            maxKeysLoop.add(e.getKey());
        }

        System.out.println("传统循环结果: " + maxKeysLoop); // 预期输出: [first, third, fifth] (顺序可能不同)
    }
}

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性能分析

这种方法只进行了一次 Map 遍历，因此在处理大量数据时，其性能通常优于 Stream API 的分组聚合方案。它避免了创建中间 Map 的开销，内存使用也更为高效。

选择合适的解决方案

Stream API 方案：
- 优点：代码简洁，声明式风格，可读性高，更符合 Java 8+ 的函数式编程范式。
- 缺点：可能涉及多次迭代和中间数据结构创建，对于超大型 Map 性能可能略逊。
- 适用场景：对代码优雅性和可读性要求较高，或 Map 数据量适中时。
传统单次迭代循环方案：
- 优点：性能最优，只进行一次迭代，内存开销小。
- 缺点：代码相对命令式，不如 Stream API 简洁。
- 适用场景：对性能有严格要求，或处理超大型 Map 时。

总结

本文介绍了两种在 Java 8 中从 Map<String, Integer> 提取所有最大值对应键列表的有效方法。Stream API 方案通过 groupingBy 和 max 提供了简洁的函数式实现，而传统单次迭代循环则在性能上表现更优。开发者应根据具体的应用场景、数据规模以及对代码可读性和性能的要求，选择最合适的实现方式。

以上就是Java 8：从 Map 中提取所有最大值对应的键列表的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！