使用Java Stream，提取集合中的某一列/按条件过滤集合/求和/最大值/最小值/平均值

不得不说，使用Java Stream操作集合实在是太好用了，不过最近在观察生产环境错误日志时，发现偶尔会出现以下2个异常：

1. java.lang.NullPointerException
2. java.util.NoSuchElementException

因此本篇博客总结下使用Java Stream的部分场景以及如何避免上述的2个异常：

1. 提取集合中的某一列（普通提取、去重）
2. 按条件过滤集合
3. 求和
4. 最大值/最小值/平均值

1. 数据准备

首先定义下Friend类：

package com.zwwhnly.springbootaction.model;

import lombok.Data;

import java.math.BigDecimal;

@Data
public class Friend {
    /**
     * 姓名
     */
    private String name;

    /**
     * 年龄
     */
    private Integer age;

    /**
     * 身高
     */
    private Long height;

    /**
     * 所在城市
     */
    private String city;

    /**
     * 体重
     */
    private BigDecimal weight;

    public Friend(String name, Integer age, Long height, String city, BigDecimal weight) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.height = height;
        this.city = city;
        this.weight = weight;
    }
}

然后初始化以下数据供后面使用：

public static List<Friend> getFriendList() {
    List<Friend> friendList = new ArrayList<>();
    friendList.add(new Friend("小周", 28, 175L, "郑州", new BigDecimal("101.5")));
    friendList.add(new Friend("小吴", 28, 170L, "洛阳", new BigDecimal("111.5")));
    friendList.add(new Friend("小郑", 29, 176L, "郑州", new BigDecimal("121.5")));
    friendList.add(new Friend("小王", 29, 180L, "北京", new BigDecimal("130")));
    friendList.add(new Friend("小赵", 27, 178L, "苏州", new BigDecimal("140")));
    friendList.add(new Friend("小钱", null, null, "杭州", new BigDecimal("150")));

    return friendList;
}

2. 提取集合中的某一列

2.1 普通提取

比如，我们需要提取出所有朋友的姓名，可以使用Stream的map()方法，实现代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();
List<String> nameList = friendList.stream().map(Friend::getName).collect(Collectors.toList());

nameList.forEach(name -> System.out.println(name));

输出结果：

小周

小吴

小郑

小王

小赵

2.2 提取后去重

比如，我们需要提取出所有朋友的年龄，但是需要去重，可以使用Stream的distinct()方法，实现代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();
List<Integer> ageList = friendList.stream().map(Friend::getAge).distinct().collect(Collectors.toList());

ageList.forEach(age -> System.out.println(age));

输出结果：

28

29

27

3. 按条件过滤集合

比如，我们需要获取所有朋友中年龄在29岁以下，并且身高在170以上的朋友，可以调用filter方法，实现代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

List<Friend> youngPeople = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getAge() != null && friend.getAge() < 29 &&
                friend.getHeight() != null && friend.getHeight() > 170L)
        .collect(Collectors.toList());
System.out.println(youngPeople);

输出结果：

Friend(name=小周, age=28, height=175, city=郑州, weight=101.5)

Friend(name=小赵, age=27, height=178, city=苏州, weight=140)

4. 求和

4.1 Integer,Long,Double

比如，我们需要计算出所有朋友的年龄之和，可以调用mapToInt方法，实现代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

int ageSum = friendList.stream().filter(friend -> friend.getAge() != null).mapToInt(Friend::getAge).sum();
System.out.println(ageSum);

输出结果：

141

注意事项：

因为我们的age字段定义的是包装类型Integer，但求和之后的返回类型为基本类型int，所以在调用mapToInt方法之前，一定要过滤掉年龄为null的数据，否则分分钟抛异常。

比如，我们添加一条年龄为null的数据：

friendList.add(new Friend("小钱",null,178,"杭州"));

然后，我们不过滤null数据，直接调用mapToInt方法，就会抛出java.lang.NullPointerException异常：

List<Friend> friendList = getFriendList();

int ageSum = friendList.stream().mapToInt(Friend::getAge).sum();
System.out.println(ageSum);

如果字段类型是Long或者Double，可以调用相应的mapToDouble、mapToLong，如下所示：

4.2 BigDecimal

和Integer、Long、Double类型不同，如果字段类型是BigDecimal，求和的话需要调用reduce方法，使用方法如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

BigDecimal weightSum = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getWeight() != null)
        .map(Friend::getWeight)
        .reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add);
System.out.println(weightSum);

输出结果：

754.5

注意事项：

为避免java.lang.NullPointerException异常，上面代码中的.filter(friend -> friend.getWeight() != null)也要记得加。

5. 最大值/最小值/平均值

5.1 Integer,Long,Double

比如，我们需要获取所有朋友中身高的最大值，实现代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

long heightMax = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getHeight() != null)
        .mapToLong(Friend::getHeight)
        .max().orElse(0);
System.out.println(heightMax);

输出结果：

180

注意事项：

因为max()方法的返回值是OptionalLong类型，所以我们需要继续调用orElse()方法设置个默认值，这里不要直接使用getAsLong()方法，因为当集合为空时，会抛出你肯定遇到过的java.util.NoSuchElementException异常：

long heightMax = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getHeight() != null)
        .mapToLong(Friend::getHeight)
        .max().getAsLong();

orElse()源码如下所示：

public long orElse(long other) {
    return isPresent ? value : other;
}

getAsLong()源码如下所示：

public long getAsLong() {
    if (!isPresent) {
        throw new NoSuchElementException("No value present");
    }
    return value;
}

类似地，获取最小值的代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

long heightMin = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getHeight() != null)
        .mapToLong(Friend::getHeight)
        .min().orElse(0);
System.out.println(heightMin);

获取平均值的代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

double heightAverage = friendList.stream()
    .filter(friend -> friend.getHeight() != null)
    .mapToLong(Friend::getHeight)
    .average().orElse(0D);
System.out.println(heightAverage);

5.2 BigDecimal

比如，我们需要获取所有朋友中体重的最大值，实现代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

BigDecimal weightMax = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getWeight() != null)
        .map(Friend::getWeight)
        .max(BigDecimal::compareTo)
        .orElse(BigDecimal.ZERO);
System.out.println(weightMax);

输出结果：

150

注意事项：

1)为避免出现java.lang.NullPointerException异常，注意过滤体重为null的数据

2)因为max()方法的返回值为Optional类型，所以我们需要继续调用orElse()方法设置个默认值，这里不要直接使用get()方法，因为当集合为空时，会抛出你肯定遇到过的java.util.NoSuchElementException异常：

BigDecimal weightMax = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getWeight() != null)
        .map(Friend::getWeight)
        .max(BigDecimal::compareTo)
        .get();

get()方法源码如下所示：

public T get() {
    if (value == null) {
        throw new NoSuchElementException("No value present");
    }
    return value;
}

类似地，获取最小值的代码如下所示：

List<Friend> friendList = getFriendList();

BigDecimal weightMax = friendList.stream()
        .filter(friend -> friend.getWeight() != null)
        .map(Friend::getWeight)
        .min(BigDecimal::compareTo)
        .orElse(BigDecimal.ZERO);
System.out.println(weightMax);

6. 总结

使用Java Stream操作集合非常便利，但还是容易踩一些坑，比如文中提到的java.lang.NullPointerException异常和java.util.NoSuchElementException异常，所以使用时要多多注意，能不踩坑就不踩坑，就算踩坑，也别多次踩同一个坑。