使用Stream API简化多重循环：从Map转换到Map

Java 8 引入的 Stream API 极大地简化了集合操作，特别是对于需要进行过滤、转换和聚合等操作的场景。传统的集合操作往往需要编写大量的循环代码，而 Stream API 则可以通过链式调用，以声明式的方式完成这些操作，使代码更加简洁易懂。下面，我们将以一个实际的例子，演示如何使用 Stream API 将一个 Map<String, String> 转换为 Map<Integer, String>，从而避免使用多重循环。

假设我们有一个 Map<String, String>，其中 key 是字符串类型，value 也是字符串类型。我们希望将这个 Map 转换为 Map<Integer, String>，其中 key 是整数类型，value 保持不变。传统的做法可能需要使用两个 for 循环来实现：一个循环遍历 keySet，将字符串 key 转换为整数，另一个循环则将转换后的整数 key 和对应的 value 放入新的 Map 中。

使用 Stream API，我们可以将这个过程简化为一行代码：

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

public class StreamMapConversion {

    public static void main(String[] args) {
        // 示例数据
        Map<String, String> infos = new HashMap<>();
        infos.put("1", "value1");
        infos.put("2", "value2");
        infos.put("3", "value3");

        // 使用 Stream API 进行转换
        Map<Integer, String> result = infos.entrySet().stream()
                .collect(Collectors.toMap(
                        entry -> Integer.parseInt(entry.getKey()), // key 转换函数
                        Map.Entry::getValue // value 提取函数
                ));

        // 打印结果
        System.out.println(result); // 输出: {1=value1, 2=value2, 3=value3}
    }
}

代码解释:

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1. infos.entrySet().stream(): 首先，我们调用 entrySet() 方法获取 Map 中所有键值对的集合，然后调用 stream() 方法将其转换为一个 Stream 对象。
2. collect(Collectors.toMap(...)): 接下来，我们使用 collect() 方法将 Stream 中的元素收集到一个新的 Map 中。Collectors.toMap() 方法接收两个函数作为参数：
   • 第一个函数 entry -> Integer.parseInt(entry.getKey()) 用于将原始 Map 的 key (String 类型) 转换为新的 Map 的 key (Integer 类型)。这里使用了 Integer.parseInt() 方法进行类型转换。
   • 第二个函数 Map.Entry::getValue 用于从原始 Map 的 entry 中提取 value，作为新 Map 的 value。这里使用了方法引用 Map.Entry::getValue，使代码更加简洁。

注意事项:

• NumberFormatException: 在使用 Integer.parseInt() 进行类型转换时，需要确保原始 Map 的 key 确实可以转换为整数。如果 key 中包含非数字字符，将会抛出 NumberFormatException 异常。为了避免这种情况，可以在转换之前进行校验，或者使用 try-catch 块捕获异常。
• Key 重复: 如果原始 Map 中存在多个可以转换为相同整数的 key，Collectors.toMap() 方法默认会抛出 IllegalStateException 异常。如果需要处理 key 重复的情况，可以使用 Collectors.toMap() 的第三个参数，指定一个合并函数，用于处理重复 key 的情况。例如：Collectors.toMap(keyMapper, valueMapper, (oldValue, newValue) -> oldValue)，这里表示如果 key 重复，则保留旧值。
• 性能: 对于大型 Map，使用 Stream API 进行转换通常比传统的循环方式更高效，因为 Stream API 可以利用多核 CPU 进行并行处理。

总结:

Stream API 提供了一种简洁高效的方式来处理集合操作，特别是对于 Map 的转换操作。通过使用 stream()、map() 和 collect() 等方法，我们可以避免编写大量的循环代码，提升代码的可读性和性能。在实际应用中，需要注意处理可能出现的异常情况，例如 NumberFormatException 和 key 重复等问题。

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