JAVA混合使用函数式接口(BiPredicate和Consumer)、泛型、lambda表达式、stream流，优化List求交集和差集后的通用处理

2023-03-01 12:42:58 浏览数 (2)

前言

本文主要讲的是一个小的功能代码的优化案例，用到的知识点主要包括函数式接口（BiPredicate和Consumer）、泛型、lambda表达式、stream流。主要目的是提高代码质量，减少 “流水账” 的重复代码，提高可读性和可维护性。实现的功能是：对比两个嵌套List，求交集和差集，并对交集和差集做对应的消费处理。希望能以此抛转引玉，扩展大家使用 函数式接口的场景。

项目场景

项目场景比较像俄罗斯套娃，我用例子模拟的类嵌套关系如下：

A1里有List<B1>，B1里又有List<C1>, C1里又有List<D1>

A2里有List<B2>，B2里又有List<C2>, C2里又有List<D2>

代码语言：javascript复制
@Data
public class A1 {
    private Integer id;
    // 其它字段...
    private List<B1> b1List;

    @Data
    public static class B1 {
        private Integer id;
        // 其它字段...
        private List<C1> c1List;

        @Data
        public static class C1 {
            private Integer id;
            // 其它字段...
            private List<D1> d1List;

            @Data
            public static class D1 {
                private Integer id;
                // 其它字段...
            }
        }
    }
}

实际情况是：A1 a1是前端调用API的参数对象, A2 a2是后端获取的数据库对象，然后对比a1和a2（包括对比嵌套的List中的对象），凡是a1比a2少则新增，多则删除。

为什么会有这么变态的需求？

实际这是一个设计问题：产品和交互的设计。常规做法是界面的操作都会直接调用后端API，但这个案例有点特殊：界面上的操作不直接调用API，而是仅当点击【保存】按钮时才提交API，前端传给后端的是最终操作结果，所以后端需要对比处理界面最新结果与数据库结果，从而得到上面提到的逻辑。

两个List求交集和差集

咱们先实现功能，再谈代码如何优化！

如下图，交集和差集简单带一下，我们要做的是：根据集合A和集合B得到以下3个集合，然后做对应处理！

  • 集合A和集合B的交集：5，6
  • 集合A独有：集合C
  • 集合B独有：集合D

实现例子是对象，不是简单的数字，另外因为是不同对象类型，所以我们需要明确一下不同对象类型如何“相等”，这里的“相等”是指：id相等即对象相等: p1.getId().equals(p2.getId())。

处理方式，可以使用stream方式，也可以使用传统的for循环，因为stream方式更简洁，所以推荐使用。

  • 求集合A（aList）和集合B（bList）的交集，2个stream代替2个for循环，filter是过滤，anyMatch是有任意匹配
代码语言：javascript复制
// 循环aList, 过滤出id在bList里的对象
aList.stream().filter(p1 -> bList.stream().anyMatch(p2 -> p1.getId().equals(p2.getId())))
  • 求aList独有的，不在bList中的，noneMatch是没有任何匹配，与anyMatch刚好相反
代码语言：javascript复制
// 循环aList, 过滤出id不在bList里的对象
aList.stream().filter(p1 -> bList.stream().noneMatch(p2 -> p1.getId().equals(p2.getId())))
  • 求bList独有的，不在aList中的，和上例类似：
代码语言：javascript复制
// 循环bList, 过滤出id不在aList里的对象
bList.stream().filter(p1 -> aList.stream().noneMatch(p2 -> p1.getId().equals(p2.getId())))

BiPredicate和Consumer基本介绍

凡是带有@FunctionalInterface注解的接口都属于函数式接口，主要作用是可以将方法当做方法的参数，并且可以被隐式转换为 lambda 表达式，所以很常用，这里主要使用BiPredicate和Consumer:

BiPredicate 两个参数的断言，返回boolean类型，原型：

代码语言：javascript复制
boolean test(T t, U u);

这里主要用于断言两个对象是否相等，所以只需要1个BiPredicate

Consumer 消费一个对象参数，原型：

代码语言：javascript复制
void accept(T t);

这里主要用于消费结果，因为最终有3个集合，所以需要3个Consumer

优化目标

从上面的代码，我们就可以求出交集和差集，也就很容易写出具体实现的代码，但是如果不加任何技巧的话，可能写出的就会是“流水账”代码，不仅长，还带有大量的类似代码，在CV开发时一不小心就容易写错，写完自测、修改、维扩等都是很不好的体验。所以，我们优化一下代码，提高可读性和可维护性，这里定2个目标：

  • 目标1：对现有定义好的类对象无侵入，像类A1,A2,B1,B2,C1,C2,D1,D2
  • 目标2：通用，不能写死类型，也不能写死要对比的字段;

一步步优化代码

先定义通用方法，这里为了通用就需要使用泛型方法，因为是两个List，所以定义两个类型：T1, T2。

方法需要的参数：

  • 2个List：aList，bList
  • 1个BiPredicate：isEqualPredicate，用于判断T1和T2是否相等
  • 3个Consumer：用于消费得到的3个集合

最终方法定义如下：

代码语言：javascript复制
public <T1, T2> void compareList(List<T1> aList, List<T2> bList
       , BiPredicate<T1, T2> isEqualPredicate
       , Consumer<List<T1>> onlyAListHaveConsumer
       , Consumer<List<T2>> onlyBListHaveConsumer
       , Consumer<List<T1>> bothHaveConsumer) {
}

方法没有返回值，主要是处理Consumer。

结合上面的基础代码，我们先实现一个 集合A独有的Consumer： onlyAListHaveConsumer

代码语言：javascript复制
if (onlyAListHaveConsumer != null) {
    // aList独有的，不在bList中的
    List<T1> onlyAListHaveList = aList.stream().filter(p1 ->
        bList.stream().noneMatch(p2 -> isEqualPredicate.test(p1, p2)))
        .collect(Collectors.toList());
    if (onlyAListHaveList.size() > 0) {
        onlyAListHaveConsumer.accept(onlyAListHaveList);
    }
}

一共就2步：过滤出onlyAListHaveList，再调用onlyAListHaveConsumer.accept(onlyAListHaveList)

同理，完整的通用封装代码如下：

代码语言：javascript复制
public <T1, T2> void compareList(List<T1> aList, List<T2> bList
       , BiPredicate<T1, T2> isEqualPredicate
       , Consumer<List<T1>> onlyAListHaveConsumer
       , Consumer<List<T2>> onlyBListHaveConsumer
       , Consumer<List<T1>> bothHaveConsumer) {
    if (onlyAListHaveConsumer != null) {
        // aList独有的，不在bList中的
        List<T1> onlyAListHaveList = aList.stream().filter(p1 ->
            bList.stream().noneMatch(p2 -> isEqualPredicate.test(p1, p2)))
            .collect(Collectors.toList());
        if (onlyAListHaveList.size() > 0) {
            onlyAListHaveConsumer.accept(onlyAListHaveList);
        }
    }
    if (onlyBListHaveConsumer != null) {
        // bList独有的，不在aList中的
        List<T2> onlyBListHaveList = bList.stream().filter(p2 ->
            aList.stream().noneMatch(p1 -> isEqualPredicate.test(p1, p2)))
            .collect(Collectors.toList());
        if (onlyBListHaveList.size() > 0) {
            onlyBListHaveConsumer.accept(onlyBListHaveList);
        }
    }
    if (bothHaveConsumer != null) {
        // aList和bList的交集
        List<T1> bothHaveList = aList.stream().filter(p1 ->
            bList.stream().anyMatch(p2 -> isEqualPredicate.test(p1, p2)))
            .collect(Collectors.toList());
        if (bothHaveList.size() > 0) {
            bothHaveConsumer.accept(bothHaveList);
        }
    }
}

调用的代码如下：

代码语言：javascript复制
private void compareAndUpdateB(List<A1.B1> b1List, List<B2> b2List) {
    compareList(b1List, b2List, (p1, p2) -> p1.getId().equals(p2.getId())
            , onlyB1HaveList -> {
                // 具体处理代码
            }, onlyB2HaveList -> {
                // 具体处理代码
            }, bothHaveList -> {
                // 具体处理代码
            });
}

这里也可以将每个consumer单独提成一个方法，然后传入方法，例如定义一下方法（与Consumer方法签名相同）：

代码语言：javascript复制
public void handleOnlyB1HaveList(List<A1.B1> onlyB1HaveList) {
    // 具体逻辑
}

调用时传入this::handleOnlyB1HaveList，代码如下：

代码语言：javascript复制
private void compareAndUpdateB(List<A1.B1> b1List, List<B2> b2List) {
    compareList(b1List, b2List, (p1, p2) -> p1.getId().equals(p2.getId())
            , this::handleOnlyB1HaveList
            , onlyB2HaveList -> {
                // 具体处理代码
            }, bothHaveList -> {
                // 具体处理代码
            });
}

最后

函数式接口（Predicate、Consumer、Function、Supplier，以及相应扩展）、泛型、lambda表达式、stream流，这些在实际开发中非常常用，所以掌握它并灵活应用非常重要！有很多混合应用的场景，本文只以一个小的功能优化代码为例，希望能对大家有所帮助！

api serverless

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