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使用Java8-Stream-API对Map按键或值进行排序

jiezi

一、什么是 Java 8 Stream

使用 Java 8 Streams，我们可以按键和按值对映射进行排序。下面是它的工作原理：

  1. 将 Map 或 List 等集合类对象转换为 Stream 对象
  2. 使用 Streams 的 sorted() 方法对其进行排序
  3. 最终将其返回为LinkedHashMap（可以保留排序顺序）

sorted()方法以 Comparator 作为参数，从而可以按任何类型的值对 Map 进行排序。如果对 Comparator 不熟悉，可以看本号前几天的文章，有一篇文章专门介绍了使用 Comparator 对 List 进行排序。

二、学习一下 HashMap 的 merge()函数

在学习 Map 排序之前，有必要讲一下 HashMap 的 merge()函数，该函数应用场景就是当 Key 重复的时候，如何处理 Map 的元素值。这个函数有三个参数：

  • 参数一：向 map 里面 put 的键
  • 参数二：向 map 里面 put 的值
  • 参数三：如果键发生重复，如何处理值。可以是一个函数，也可以写成 lambda 表达式。
        String k = "key";
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>() {{put(k, 1);
        }};
        map.merge(k, 2, (oldVal, newVal) -> oldVal + newVal);

看上面一段代码，我们首先创建了一个 HashMap，并往里面放入了一个键值为 k:1 的元素。当我们调用 merge 函数，往 map 里面放入 k:2 键值对的时候，k 键发生重复，就执行后面的 lambda 表达式。表达式的含义是：返回旧值 oldVal 加上新值 newVal(1+2)，现在 map 里面只有一项元素那就是 k:3。

其实 lambda 表达式很简单：表示匿名函数，箭头左侧是参数，箭头右侧是函数体。函数的参数类型和返回值，由代码上下文来确定。

三、按 Map 的键排序

下面一个例子使用 Java 8 Stream 按 Map 的键进行排序：

// 创建一个 Map，并填入数据
Map<String, Integer> codes = new HashMap<>();
codes.put("United States", 1);
codes.put("Germany", 49);
codes.put("France", 33);
codes.put("China", 86);
codes.put("Pakistan", 92);

// 按照 Map 的键进行排序
Map<String, Integer> sortedMap = codes.entrySet().stream()    
        .sorted(Map.Entry.comparingByKey())
        .collect(
                Collectors.toMap(
                    Map.Entry::getKey, 
                    Map.Entry::getValue,
                    (oldVal, newVal) -> oldVal,
                    LinkedHashMap::new
                )
        );

// 将排序后的 Map 打印
sortedMap.entrySet().forEach(System.out::println);

看上文中第二段代码：

  • 首先使用 entrySet().stream() 将 Map 类型转换为 Stream 流类型。
  • 然后使用 sorted 方法排序，排序的依据是 Map.Entry.comparingByKey()，也就是按照 Map 的键排序
  • 最后用 collect 方法将 Stream 流转成 LinkedHashMap。其他参数都好说，重点看第三个参数，就是一个 merge 规则的 lambda 表达式，与 merge 方法的第三个参数的用法一致。由于本例中没有重复的 key，所以新值旧值随便返回一个即可。

上面的程序将在控制台上打印以下内容，键（国家 / 地区名称）以自然字母顺序排序：

China=86
France=33
Germany=49
Pakistan=92
United States=1

请注意 使用 LinkedHashMap 来存储排序的结果以保持顺序。默认情况下，Collectors.toMap()返回 HashMap。HashMap 不能保证元素的顺序。

如果希望按照键进行逆向排序，加入下图中红色部分代码即可。

四、按 Map 的值排序

当然，您也可以使用 Stream API 按其值对 Map 进行排序：

Map<String, Integer> sortedMap2 = codes.entrySet().stream()
        .sorted(Map.Entry.comparingByValue())
        .collect(Collectors.toMap(
                Map.Entry::getKey,
                Map.Entry::getValue,
                (oldVal, newVal) -> oldVal,
                LinkedHashMap::new));

sortedMap2.entrySet().forEach(System.out::println);

这是显示 Map 按值排序的输出：

United States=1
France=33
Germany=49
China=86
Pakistan=92

五、使用 TreeMap 按键排序

大家可能都知道 TreeMap 内的元素是有顺序的，所以利用 TreeMap 排序也是可取的一种方法。您需要做的就是创建一个 TreeMap 对象，并将数据从 HashMapput 到TreeMap 中，非常简单：

// 将 `HashMap` 转为 `TreeMap`
Map<String, Integer> sorted = new TreeMap<>(codes);

这是输出：

China=86
France=33
Germany=49
Pakistan=92
United States=1

如上所示，键（国家 / 地区名称）以自然字母顺序排序。

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