如何使用单个流操作从对象获取多个值?

时间:2019-01-03 20:32:02

标签: java java-8 java-stream

我想确定显示点集所需的最小面积。简单的方法是像这样遍历整个集合:

int minX = Integer.MAX_VALUE;
int maxX = Integer.MIN_VALUE;
int minY = Integer.MAX_VALUE;
int maxY = Integer.MIN_VALUE;
for (Point point: points) {
    if (point.x < minX) {
        minX = point.x;
    }
    if (point.x > maxX) {
        maxX = point.x;
    }
    if (point.y < minY) {
        minY = point.y;
    }
    if (point.y > maxY) {
        maxY = point.y;
    }
}

我正在了解流。为此,您可以执行以下操作:

int minX = points.stream().mapToInt(point -> point.x).min().orElse(-1);
int maxX = points.stream().mapToInt(point -> point.x).max().orElse(-1);
int minY = points.stream().mapToInt(point -> point.y).min().orElse(-1);
int maxY = points.stream().mapToInt(point -> point.y).max().orElse(-1);

两者给出相同的结果。但是,尽管流方法很优雅,但速度却比预期慢得多。

是否有一种方法可以通过单个流操作来获取minXmaxXminYmaxY

5 个答案:

答案 0 :(得分:9)

您可以使用summaryStatistics()除以两次迭代,同时保持简单的代码:

IntSummaryStatistics stat = points.stream().mapToInt(point -> point.x).summaryStatistics();
int minX = stat.getMin();
int maxX = stat.getMax();

并使用point.y做同样的事情。
您可以通过这种方式进行排除:

Function<ToIntFunction<Point>, IntSummaryStatistics> statFunction =
        intExtractor -> points.stream()
                              .mapToInt(p -> intExtractor.applyAsInt(pp))
                              .summaryStatistics();

IntSummaryStatistics statX = statFunction.apply(p -> p.x);
IntSummaryStatistics statY = statFunction.apply(p -> p.y);

可以使用自定义收集器,但是请注意,您应该实现合并器部分,这将使您的代码难以阅读。
因此,但是如果您需要使用并行流,则应该遵循命令式的方法。
尽管您可以依靠Math.minMath.max函数来改善实际代码:

for (Point p : points) {
    minX = Math.min(p.x, minX);
    minY = Math.min(p.y, minY);
    maxY = Math.max(p.x, maxX);
    maxY = Math.max(p.y, maxY);
}

答案 1 :(得分:8)

类似于IntSummaryStatistics,创建一个类PointStatistics,该类收集所需的信息。它定义了两种方法:一种用于记录Point中的值,一种用于组合两个Statistics

class PointStatistics {
    private int minX = Integer.MAX_VALUE;
    private int maxX = Integer.MIN_VALUE;

    private int minY = Integer.MAX_VALUE;
    private int maxY = Integer.MIN_VALUE;

    public void accept(Point p) {
        minX = Math.min(minX, p.x);
        maxX = Math.max(maxX, p.x);

        minY = Math.min(minY, p.y);
        maxY = Math.max(minY, p.y);
    }

    public void combine(PointStatistics o) {
        minX = Math.min(minX, o.minX);
        maxX = Math.max(maxX, o.maxX);

        minY = Math.min(minY, o.minY);
        maxY = Math.max(maxY, o.maxY);
    }

    // getters
}

然后,您可以将Stream<Point>收集到PointStatistics中。

class Program {
    public static void main(String[] args) {
        List<Point> points = new ArrayList<>();

        // populate 'points'

        PointStatistics statistics = points
                    .stream()
                    .collect(PointStatistics::new, PointStatistics::accept, PointStatistics::combine);
    }
}

更新

我完全被OP绘制的the conclusion所迷惑,所以我决定编写JMH基准测试。

基准设置:

# JMH version: 1.21
# VM version: JDK 1.8.0_171, Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, 25.171-b11
# Warmup: 1 iterations, 10 s each
# Measurement: 10 iterations, 10 s each
# Timeout: 10 min per iteration
# Benchmark mode: Average time, time/op

对于每次迭代,我都会生成一个随机列表Pointnew Point(random.nextInt(), random.nextInt()))的共享列表,大小为100K,1M,10M。

结果是

100K

Benchmark                        Mode  Cnt  Score   Error  Units

customCollector                  avgt   10  6.760 ± 0.789  ms/op
forEach                          avgt   10  0.255 ± 0.033  ms/op
fourStreams                      avgt   10  5.115 ± 1.149  ms/op
statistics                       avgt   10  0.887 ± 0.114  ms/op
twoStreams                       avgt   10  2.869 ± 0.567  ms/op

1M

Benchmark                        Mode  Cnt   Score   Error  Units

customCollector                  avgt   10  68.117 ± 4.822  ms/op
forEach                          avgt   10   3.939 ± 0.559  ms/op
fourStreams                      avgt   10  57.800 ± 4.817  ms/op
statistics                       avgt   10   9.904 ± 1.048  ms/op
twoStreams                       avgt   10  32.303 ± 2.498  ms/op

10M

Benchmark                        Mode  Cnt    Score     Error  Units

customCollector                  avgt   10  714.016 ± 151.558  ms/op
forEach                          avgt   10   54.334 ±   9.820  ms/op
fourStreams                      avgt   10  699.599 ± 138.332  ms/op
statistics                       avgt   10  148.649 ±  26.248  ms/op
twoStreams                       avgt   10  429.050 ±  72.879  ms/op

答案 2 :(得分:6)

JDK 12将具有Collectors.teeingwebrevCSR),它们收集到两个不同的收集器,然后将两个部分结果合并为最终结果。

您可以在此处使用它收集IntSummaryStatistics坐标和x坐标的两个y

List<IntSummaryStatistics> stats = points.stream()
    .collect(Collectors.teeing(
             Collectors.mapping(p -> p.x, Collectors.summarizingInt()),
             Collectors.mapping(p -> p.y, Collectors.summarizingInt()),
             List::of));

int minX = stats.get(0).getMin();
int maxX = stats.get(0).getMax();
int minY = stats.get(1).getMin();
int maxY = stats.get(1).getMax();

这里,第一个收集器收集x的统计信息,第二个收集器收集y的统计信息。然后,通过接受两个元素的JDK 9 List.of工厂方法,将xy的统计信息合并到List中。

List::of的合并替代品是:

(xStats, yStats) -> Arrays.asList(xStats, yStats)

如果您的计算机上未安装JDK 12,请使用teeing方法的简化的通用版本,您可以放心地将其用作实用程序方法:

public static <T, A1, A2, R1, R2, R> Collector<T, ?, R> teeing(
        Collector<? super T, A1, R1> downstream1,
        Collector<? super T, A2, R2> downstream2,
        BiFunction<? super R1, ? super R2, R> merger) {

    class Acc {
        A1 acc1 = downstream1.supplier().get();
        A2 acc2 = downstream2.supplier().get();

        void accumulate(T t) {
            downstream1.accumulator().accept(acc1, t);
            downstream2.accumulator().accept(acc2, t);
        }

        Acc combine(Acc other) {
            acc1 = downstream1.combiner().apply(acc1, other.acc1);
            acc2 = downstream2.combiner().apply(acc2, other.acc2);
            return this;
        }

        R applyMerger() {
            R1 r1 = downstream1.finisher().apply(acc1);
            R2 r2 = downstream2.finisher().apply(acc2);
            return merger.apply(r1, r2);
        }
    }

    return Collector.of(Acc::new, Acc::accumulate, Acc::combine, Acc::applyMerger);
}

请注意,创建返回的收集器时,我没有考虑下游收集器的特征。

答案 3 :(得分:1)

您可以使用Stream::reduce使用2个流,以得到最小的点和最大的点。我不建议将结果连接到一个流,因为可能很难区分最小,最大和坐标之间的差异。

Point min = points
    .stream()
    .reduce((l, r) -> new Point(Math.min(l.y, r.y), Math.min(l.y, r.y))
    .orElse(new Point(-1, -1));

Point max = points
    .stream()
    .reduce((l, r) -> new Point(Math.max(l.y, r.y), Math.max(l.y, r.y))
    .orElse(new Point(-1, -1));

作为BinaryOperator<Point>时,请使用两个后续的Points和三元运算符来找出传递给新对象Point并使用Optional::orElse返回的最小值/最大值使用默认的-1, -1坐标。

答案 4 :(得分:1)

感谢大家的所有建议和答案。这非常有帮助,我学到了很多东西!

我决定尝试大多数解决方案(JDK12解决方案除外)。对于其中一些,您已经为我提供了代码。另外,我制作了自己的Collector

class extremesCollector implements Collector<Point, Map<String, Integer>, Map<String , Integer>> {

    @Override
    public Supplier<Map<String, Integer>> supplier() {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("xMin", Integer.MAX_VALUE);
        map.put("yMin", Integer.MAX_VALUE);
        map.put("xMax", Integer.MIN_VALUE);
        map.put("yMax", Integer.MIN_VALUE);
        return () -> map;
    }

    @Override
    public BiConsumer<Map<String, Integer>, Point> accumulator() {
        return (a, b) -> {
            a.put("xMin", Math.min(a.get("xMin"), b.x));
            a.put("yMin", Math.min(a.get("yMin"), b.y));
            a.put("xMax", Math.max(a.get("xMax"), b.x));
            a.put("yMax", Math.max(a.get("yMax"), b.y));
        };
    }

    @Override
    public Function<Map<String, Integer>, Map<String, Integer>> finisher() {
        return Function.identity();
    }

    @Override
    public BinaryOperator<Map<String, Integer>> combiner() {
        return (a, b) -> {
            a.put("xMin", Math.min(a.get("xMin"), b.get("xMin")));
            a.put("yMin", Math.min(a.get("yMin"), b.get("yMin")));
            a.put("xMax", Math.max(a.get("xMax"), b.get("xMax")));
            a.put("yMax", Math.max(a.get("yMax"), b.get("yMax")));
            return a;
        };
    }

    @Override
    public Set<Characteristics> characteristics() {
        Set<Characteristics> characteristics = new HashSet<>();
        characteristics.add(Characteristics.UNORDERED);
        characteristics.add(Characteristics.CONCURRENT);
        characteristics.add(Characteristics.IDENTITY_FINISH);
        return characteristics;
    }
}

结果

我尝试了所有方法并比较了结果。好消息:就所有这些值而言,我得到的结果都是相同的!

关于速度,这是排名:

  1. for循环
  2. 四个独立流
  3. 与自制收集器一起流
  4. 与自制收集器并行流
  5. 安德鲁·托比尔科(Andrew Tobilko)提供的统计方法

数字2和3实际上在速度上非常接近。并行版本可能较慢,因为我的数据集太小了。