实际开发中Stream流式编程flatMap的使用（两层for循环）

网上大部分文章介绍时概念性太强，而实际例子又太少。只知道flatMap是流的扁平化。但是不知道这么去用。而这篇文章将以实际开发的角度带你去了解flatMap。

源码中的描述：

The code flatMap() operation has the effect of applying a one-to-many transformation to the elements of the stream, and then flattening the resulting elements into a new stream.

flatMap()的作用是对流中的元素进行1对多的转换，然后将结果元素展开为新的流。

这句话的含义是什么？你可以理解为flatMap就是两层for循环处理数据。而返回结果就是flatMap展开的流。

1. 数据准备

/**
 * 玩具类
 */
@Data
@AllArgsConstructor
public class Toy {

    private String name;

    private double price;
}

@Data
@AllArgsConstructor
public class Boy {
    private String name;

    private int age;

    private List<Toy> toys;
}

@Data
@AllArgsConstructor
public class Student {

    private String name;
    private String schoolName;
    private String className;
}

public class TestStream {
    private static List<Boy> boys = new ArrayList<>();
    private static List<Student> stus = new ArrayList<>();
    static {


        boys.add(new Boy("tom", 12,
                Arrays.asList(
                        new Toy("飞机", 9.1),
                        new Toy("坦克", 7.0),
                        new Toy("小熊", 14.0))));

        boys.add(new Boy("tony", 19,
                Arrays.asList(
                        new Toy("玩具枪", 13.1),
                        new Toy("小汽车", 12.2))));


        stus.add(new Student("tom", "衡水中学", "尖子班"));
        stus.add(new Student("jerry", "黄冈中学", "普通班"));
        stus.add(new Student("dom", "衡水一中", "文科班"));
    }
}

实战使用

1. 对元素内部的集合进行处理

第一个Stream是将boys集合展开，而在flatMap()内部，会将boys集合内部集合再次展开。

其等效于两层for循环，最终得到的结果是n*m给元素。（注：n是外层循环次数，m是内层循环次数）。

    public static void main(String[] args) {

        //此时是处理第二个循环
        List<Toy> toys = boys.stream().flatMap(
                //将流中元素的数据再次展开
                b -> b.getToys().stream()).
                    collect(Collectors.toList());
        System.out.println(JSON.toJSONString(toys));
//        等效于
        //因为是1:n的关系，所以最终会产生n记录
        List<Toy> tls = new ArrayList<>();
        for (Boy boy : boys) {
            for (Toy toy : boy.getToys()) {
                tls.add(toy);
            }
        }
        //打印数据
        System.out.println(JSON.toJSONString(tls));
  }

当然在flatMap方法内部，可以利用这两个流的元素进行操作。

    public static void main(String[] args) {
        List<String> collect1 = boys.stream().flatMap(b -> b.getToys().stream().
                filter(t -> t.getPrice() > 12).
                map(t -> {
                    //即可以操作外层元素也可以操作内层元素
                    return b.getName() + ":" + t.getName();
                })).collect(Collectors.toList());

        System.out.println(JSON.toJSONString(collect1));
        //等效于：
        List<String> tls1 = new ArrayList<>();
        for (Boy boy : boys) {
            for (Toy toy : boy.getToys()) {
                if (toy.getPrice() > 12) {
                    tls1.add(boy.getName() + ":" + toy.getName());
                }
            }
        }
        System.out.println(JSON.toJSONString(tls1));
    }
}

2. 用于两个集合的合并

将两个集合合并为一个集合，一般写法需要得借助两层for循环。

而flatMap()操作的一个作用就是将两个集合合并为一个集合，相当于join操作，若没有filter操作，会产生笛卡尔积现象。

 public static void main(String[] args) {
        List<String> collect = boys.stream().flatMap(b -> stus.stream().
                        //第二层for循环中处理数据
                                filter(s -> b.getName().equals(s.getName())).
                        //将数据放入到一个新的集合中
                                map(Student::getName)
                //结束第二层循环
        ).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(JSON.toJSONString(collect));
       //等效于
        List<String> data=new ArrayList<>();
        //双层for循环处理数据
        for (Boy boy : boys) {
            for (Student student : stus) {
                //filter条件
                if(boy.getName().equals(student.getName())){
                    //map子句，将元素放入到新集合中
                    data.add(student.getName());
                }
            }
        }
        System.out.println(JSON.toJSONString(data));
    }

总结：JDK1.8提供了Stream提供的流式操作可以使得开发人员像操作数据库一样操作集合。Map相当于select映射，而flatMap更像join连接。

3. 实战运用

场景：

表之间存在1:n的关系，理论上要创建2张表。但是若使用1张表，该表某个字段使用JSON格式，也可以完成。

目前需求是在该表获取到某些记录后，需要转换为n条记录。

在数据库获取的实体是：

    //实体对象
    @Data
    public static class Student {
        
        private String name;
        //JSON串，格式[1,2,4]
        private String project;
    }

分析：这个是对元素内部的集合进行处理。即也是双层for循环。

import com.alibaba.fastjson.JSONArray;
import lombok.Data;
import org.springframework.beans.BeanUtils;

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

/**
 * 测试合并流
 *
 */
public class TestFlatMap {


    public static List<Student> stus = new ArrayList<>();

    static {
        Student s1 = new Student();
        s1.setName("黎明");
        s1.setProject("[1,3,5,6]");

        Student s2 = new Student();
        s2.setName("李白");
        s2.setProject("[2,9]");
        stus.add(s1);
        stus.add(s2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        test1();
    }
    

    public static void test1() {

        //第一层for循环是遍历student对象
        List<Student> collect = stus.stream().flatMap(s -> {
            String project = s.getProject();
            List<String> ps = JSONArray.parseArray(project, String.class);
            //第二个for循环，是遍历project对象。
            return ps.stream().map(p -> {
                //每个Student的project填充的均是解析后的JSON串的值。
                Student student = new Student();
                BeanUtils.copyProperties(s, student);
                //填充新的属性
                student.setProject(p);
                return student;
            });
        }).collect(Collectors.toList());  //两层for循环结束后组装成List

        System.out.println(collect);
    }

    //实体对象
    @Data
    public static class Student {

        private String name;
        //JSON串，格式[1,2,4]
        private String project;
    }
}
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