Java Stream API 映射操作：从列表到 Map 的优雅转换！！！

Java Stream API 映射操作：从列表到 Map 的优雅转换

在 Java 8 中，Stream API（Stream Application Programming Interface，流式处理应用程序接口） 引入了强大的函数式编程特性，其中 映射（map） 操作是核心功能之一。通过映射，我们可以将集合中的元素转换为新的形式或结构。本文围绕以下代码，深入探讨映射操作的原理、应用和最佳实践，带你解锁 Java 流式处理的魅力！

Map<String, PaymentRecord> finalResultsMap = paymentRecordRepository
                .findAllByConsignmentSettlementIdAndAdminId(consignmentSettlementId, adminId)
                .stream()
                .collect(Collectors.toMap(PaymentRecord::getOrderNo, pr -> pr, (pr1, pr2) -> pr1));

我们将通过表格总结、Mermaid 流程图、时序图和思维导图，结合代码分析，全面解析映射操作！

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表格总结：映射操作核心概念

概念	英文全称	中文全称	描述	代码中的体现
Stream API	Stream Application Programming Interface	流式处理应用程序接口	声明式处理集合，支持映射等操作	.stream() 将列表转为流
映射（map）	Mapping Operation	映射操作	将流元素转换为新值或结构	Collectors.toMap 将 PaymentRecord 映射为 Map ️
Collectors.toMap	Collectors to Map	收集器转映射	收集流元素为 Map，指定键和值	toMap(PaymentRecord::getOrderNo, pr -> pr, ...) 生成键值对
方法引用	Method Reference	方法引用	简化键映射的语法糖	PaymentRecord::getOrderNo 提取键
Lambda 表达式	Lambda Expression	Lambda 表达式	定义值映射和合并逻辑	pr -> pr 和 (pr1, pr2) -> pr1 ️

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映射操作详解

1. 什么是映射操作？

• 定义：映射（Mapping Operation，映射操作）是 Stream API 中的一种中间操作（或通过收集器实现），通过函数将流中的每个元素转换为另一个值或结构。常见的映射操作包括：
  • .map(...)：将元素转换为新值（例如，将对象映射为某个字段）。
  • .collect(Collectors.toMap(...))：将元素映射为键值对，收集到 Map。
• 代码中的体现：

  .collect(Collectors.toMap(PaymentRecord::getOrderNo, pr -> pr, (pr1, pr2) -> pr1))
  

  这里使用 Collectors.toMap 将 PaymentRecord 流映射为 Map，其中：
  • 键：PaymentRecord::getOrderNo 提取 orderNo（字符串）。
  • 值：pr -> pr 保留整个 PaymentRecord 对象。
  • 合并函数：(pr1, pr2) -> pr1 处理键冲突。
• 作用：将数据库查询结果（List）映射为以 orderNo 为键的 Map，便于快速查找。

2. 代码分析：映射的实现 ️

• 步骤分解：
  1. 查询数据库：paymentRecordRepository.findAllByConsignmentSettlementIdAndAdminId 返回 List。
  2. 转换为流：.stream() 将列表转为 Stream。
  3. 映射到 Map：Collectors.toMap 执行映射操作：
     • 键映射：PaymentRecord::getOrderNo，提取 orderNo 作为键。
     • 值映射：pr -> pr，将整个 PaymentRecord 作为值。
     • 合并逻辑：(pr1, pr2) -> pr1，若 orderNo 重复，保留第一个记录。
• 输出示例：
  假设数据库返回：
  • PaymentRecord(orderNo="CON20250521-001", id=1)
  • PaymentRecord(orderNo="CON20250521-002", id=2)
    结果为：

  {
    "CON20250521-001": PaymentRecord(id=1),
    "CON20250521-002": PaymentRecord(id=2)
  }
  

3. 映射中的关键技术

• 方法引用（Method Reference，方法引用）：
  • PaymentRecord::getOrderNo 是实例方法引用，等价于 pr -> pr.getOrderNo()，用于提取键。
  • 提高代码简洁性和可读性。
• Lambda 表达式（Lambda Expression，Lambda 表达式）：
  • pr -> pr：值映射函数，返回 PaymentRecord 本身。
  • (pr1, pr2) -> pr1：合并函数，处理 orderNo 重复情况。
  • 提供灵活的函数式编程方式。️
• Stream API：
  • 提供流式处理框架，支持映射操作。
  • .stream() 是映射的前提，.collect 是映射的终止操作。

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Mermaid 流程图：映射操作流程

以下是映射操作的 Mermaid 流程图，所有文本用双引号包裹：

开始

查询数据库获取 List

调用 .stream() 转换为 Stream

调用 .collect(Collectors.toMap)

使用 PaymentRecord::getOrderNo 映射键

使用 pr -> pr 映射值

使用 (pr1, pr2) -> pr1 处理键冲突

生成 Map

结束

说明：

• 查询：从数据库获取 PaymentRecord 列表。
• 流转换：通过 stream() 进入函数式处理。
• 映射：toMap 将流元素映射为键值对，生成 Map。✨

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⏳ 时序图：映射操作交互

以下是时序图，展示映射操作的交互过程，文本不加双引号：

调用者 PaymentRecordService PaymentRecordRepository Stream Collectors 调用 getAndProcessPaymentRecordsBySettlementId findAllByConsignmentSettlementIdAndAdminId 返回 List 调用 stream() 返回 Stream 调用 collect(Collectors.toMap) 使用 PaymentRecord::getOrderNo 映射键 使用 pr ->> pr 映射值 使用 (pr1, pr2) ->> pr1 处理键冲突 返回 Map 返回 finalResultsMap 调用者 PaymentRecordService PaymentRecordRepository Stream Collectors

说明：

• 调用者：触发业务逻辑，通常是控制器。
• PaymentRecordService：执行查询和映射操作。
• Stream 和 Collectors：完成流处理和映射到 Map。

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思维导图：映射操作知识点

以下是 Markdown 格式的思维导图，整理映射相关内容：

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⚠️ 注意事项

1. 空值处理：

   • 如果 PaymentRecord.getOrderNo() 返回 null，toMap 可能抛出 NPE（Null Pointer Exception，空指针异常）。可通过过滤解决：

     .filter(pr -> pr.getOrderNo() != null)
     .collect(Collectors.toMap(PaymentRecord::getOrderNo, pr -> pr, (pr1, pr2) -> pr1));
     

2. 键冲突：

   • 合并函数 (pr1, pr2) -> pr1 假设 orderNo 唯一。若业务允许重复键，需自定义合并逻辑（如合并字段值）。️

3. 性能：

   • Collectors.toMap 生成的默认 HashMap 提供 O(1) 查找效率，适合快速定位记录。
   • 对于大数据集，Stream 操作可能增加内存开销，需谨慎使用。⚡

4. 扩展性：

   • 可结合其他 Stream 操作增强映射功能，例如：

     .stream()
     .map(pr -> new SimpleRecord(pr.getOrderNo(), pr.getTotalAmount()))
     .collect(Collectors.toMap(SimpleRecord::getOrderNo, sr -> sr, (sr1, sr2) -> sr1));
     

     这将 PaymentRecord 映射为简化的 SimpleRecord 对象。

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总结

通过分析代码 Map finalResultsMap = ...，我们深入探讨了 映射（Mapping Operation，映射操作） 在 Stream API 中的应用。Collectors.toMap 结合方法引用和 Lambda 表达式，将 PaymentRecord 列表优雅地映射为 Map，展现了 Java 8 函数式编程的简洁与强大。希望本文的表格、流程图、时序图和思维导图能帮助你掌握映射操作的精髓！

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