Java 8 Stream API：巧妙转换 Map<String, List<A>> 为 Map<String, List<B>>

在 Java 开发中，我们经常会遇到需要将 Map<String, List<A>> 这种类型的 Map 转换为 Map<String, List<B>> 的情况，其中 A 和 B 是两种不同的对象类型，并且我们有一个方法 B.fromA() 可以将 A 转换为 B。

面对这种转换需求，很多开发者会倾向于使用 Java 8 引入的 Stream API，因为它可以让我们以声明式的方式来处理集合数据，代码看起来也更加简洁优雅。

一个常见的做法是像下面这样使用 Collectors.toMap() 方法：

Map<String, List<A>> aMap = ...; // 初始化 aMap

Map<String, List<B>> bMap = aMap.entrySet().stream()
        .collect(Collectors.toMap(
                Map.Entry::getKey,
                entry -> entry.getValue().stream()
                        .map(B::fromA)
                        .collect(Collectors.toList())
        ));

这段代码的思路很简单：先将 aMap 转换成一个 Stream<Map.Entry<String, List<A>>>，然后使用 Collectors.toMap() 方法将每个 Map.Entry 转换为新的 Map 中的一个键值对。其中，键保持不变，值则通过将 List<A> 中的每个元素使用 B.fromA() 方法转换为 B，再收集成新的 List<B>。

乍一看，这段代码似乎没有什么问题，但实际上，它在编译时会报错。编译器会提示类似 "Non-static method cannot be referenced from a static context" 或者 "Cannot infer type arguments for Collectors.toMap" 这样的错误信息。

这是为什么呢？

原因在于 Collectors.toMap() 方法在进行类型推断时遇到了困难。它无法根据上下文推断出返回值的具体类型，也就是 Map<String, List<B>>。

为了解决这个问题，我们需要在 Collectors.toMap() 方法中明确指定返回值的类型。我们可以通过提供一个 Supplier 来创建新的 Map 对象，并指定其类型。例如，我们可以使用 LinkedHashMap::new 来创建一个 LinkedHashMap<String, List<B>>：

Map<String, List<A>> aMap = ...; // 初始化 aMap

Map<String, List<B>> bMap = aMap.entrySet().stream()
        .collect(Collectors.toMap(
                Map.Entry::getKey,
                entry -> entry.getValue().stream()
                        .map(B::fromA)
                        .collect(Collectors.toList()),
                (v1, v2) -> v1, // 合并函数，如果出现重复键，保留第一个值
                LinkedHashMap::new // 指定返回值类型为 LinkedHashMap
        ));

这样，编译器就能正确地推断出返回值的类型，代码也就能正常运行了。

除了使用 Stream API，我们还可以使用传统的循环遍历方式来完成 Map 的转换：

Map<String, List<A>> aMap = ...; // 初始化 aMap
Map<String, List<B>> bMap = new LinkedHashMap<>(); // 初始化 bMap，使用 LinkedHashMap 保持原有顺序

for (Map.Entry<String, List<A>> entry : aMap.entrySet()) {
    String key = entry.getKey();
    List<A> aList = entry.getValue();
    List<B> bList = new ArrayList<>();

    for (A a : aList) {
        bList.add(B.fromA(a));
    }

    bMap.put(key, bList);
}

这种方法的代码量稍微多一些，但逻辑更加清晰易懂，也更容易调试。

两种方法各有优劣，选择哪种方法取决于你的具体需求和代码风格。如果你追求代码的简洁性和可读性，并且对 Stream API 比较熟悉，那么可以使用 Stream API；如果你更注重代码的可维护性和调试的便捷性，或者对 Stream API 还不够熟悉，那么可以使用循环遍历的方式。

常见问题解答

1. 为什么使用 Collectors.toMap() 方法时需要指定返回值类型？

   因为 Collectors.toMap() 方法在进行类型推断时，无法根据上下文推断出返回值的具体类型，例如 Map<String, List<B>>。为了避免编译错误，我们需要明确指定返回值类型。

2. 为什么使用 LinkedHashMap::new 来创建新的 Map 对象？

   LinkedHashMap 可以保持键值对的插入顺序，这在某些场景下可能很重要。如果你不需要保持顺序，也可以使用 HashMap::new。

3. Collectors.toMap() 方法中的合并函数 (v1, v2) -> v1 是什么意思？

   合并函数用于处理出现重复键的情况。在这个例子中，(v1, v2) -> v1 表示如果出现重复键，保留第一个值，丢弃第二个值。

4. 除了 Stream API 和循环遍历，还有其他方法可以完成 Map 的转换吗？

   是的，还可以使用第三方库，例如 Guava 的 Maps.transformValues() 方法。

5. 哪种方法的性能更好？

   通常情况下，Stream API 的性能略低于循环遍历，但差别不大。在大多数情况下，代码的可读性和可维护性更为重要。

希望这篇文章能够帮助你理解如何将 Map<String, List<A>> 转换为 Map<String, List<B>>。在实际开发中，你可以根据自己的需求选择合适的方法。