譯注：map（映射）和reduce(歸約，化簡）是數(shù)學上兩個很基礎(chǔ)的概念，它們很早就出現(xiàn)在各類的函數(shù)編程語言里了，直到2003年Google將其發(fā)揚光大，運用到分布式系統(tǒng)中進行并行計算后，這個組合的名字才開始在計算機界大放異彩（那些函數(shù)式粉可能并不這么認為）。本文我們會看到Java 8在搖身一變支持函數(shù)式編程后，map和reduce組合的首次亮相（這里只是初步介紹，后續(xù)還會有針對它們的專題）。

對集合進行歸約

現(xiàn)在為止我們已經(jīng)介紹了幾個操作集合的新技巧了：查找匹配元素，查找單個元素，集合轉(zhuǎn)化。這些操作有一個共同點，它們都是對集合中的單個元素進行操作。不需要對元素進行比較，或者對兩個元素進行運算。本節(jié)中我們來看一下如何比較元素，以及在遍歷集合過程中動態(tài)維護一個運算結(jié)果。

我們先從簡單的例子開始，然后再循序漸進。在第一個例子中，我們先來遍歷一下friends集合，計算出所有名字的總字符數(shù)。

要算出所有字符的總數(shù)我們得知道每個名字的長度。通過mapToInt()方法可以輕松的完成這個。當我們已經(jīng)把名字轉(zhuǎn)化成了對應(yīng)的長度之后，最后只需要把它們加到一塊就行了。我們有一個內(nèi)置的sum()方法來完成這個。下面是最后的輸出：

我們使用了map操作的一個變種,mapToInt()方法（這種的有mapToInt, mapToDouble等，會對應(yīng)生成具體類型的流，比如IntStream，DoubleStream），然后根據(jù)返回的長度計算出總的字符數(shù)。

除了使用sum方法，還有很多類似的方法可以使用，比如用max()可以求出最大的長度，用min()是最小長度，sorted()對長度進行排序，average()求平均長度，等等。

上述這個例子還有一個吸引人的地方就是現(xiàn)在越來越流行的MapReduce模式，map()方法進行映射，而sum()方法是一個比較常用的reduce操作。事實上，JDK中sum()方法的實現(xiàn)用的就是reduce()方法。我們來看下reduce操作更常用的一些形式。

比方說，我們遍歷所有的名字，然后打印出名字最長的那個。如果最長的名字有好幾個，我們就打印出最開始找到的那個。一種方法是，我們計算出最大的長度，然后選出匹配這個長度的第一個元素。不過這樣做需要遍歷兩次列表——效率太低了。這正是reduce操作上場的時候了。

我們可以用reduce操作來比較兩個元素的長度，然后返回最長的那個，再和剩下的元素做進一步比較。跟我們之前看到的別的高階函數(shù)一樣，reduce()方法同樣也是遍歷了整個集合。除此之外，它還記錄了lambda表達式返回的計算結(jié)果。有個例子的話可以幫助我們更好的理解這點，那我們先來看一段代碼吧。

傳給reduce()方法的lambda表達式接收兩個參數(shù)，name1和name2，它會比較它們的長度，返回最長的那個。reduce()方法根本不知道我們要干什么。這個邏輯被剝離到我們傳遞進去的lambda表達式里面了——這是策略模式的一個輕量級的實現(xiàn)。

這個lambda表達式正好能適配成JDK中一個BinaryOperator的函數(shù)式接口的apply方法。這正是reduce方法要接受的參數(shù)類型。我們來運行下這個reduce方法，看看它能否正確地在兩個最長的名字中選出第一個來。

在reduce()方法遍歷集合的過程中，它先對集合的前兩個元素調(diào)用了lambda表達式，調(diào)用返回的結(jié)果繼續(xù)用于下一次調(diào)用。在第二次調(diào)用中，name1的值被綁定成上次調(diào)用的結(jié)果，name2的值則是集合的第三個元素。剩余的元素也這樣依次調(diào)用下去。最后一次lambda表達式調(diào)用的結(jié)果，就是整個reduce()方法返回的結(jié)果。

reduce()方法返回的是一個Optional值，因為傳遞給它的集合可能是空的。那樣的話，也不存在什么最長的名字了。如果列表只有一個元素，reduce方法直接返回那個元素，不會對lambda表達式進行調(diào)用。

從這個例子中我們可以推斷出，reduce的結(jié)果最多只可能是集合中的一個元素。如果我們希望能返回一個默認值或者基礎(chǔ)值的話，我們可以使用reduce()方法的一個變種，它可以接收一個額外的參數(shù)。比如，如果最短的名字是Steve，我們可以把它傳給reduce()方法，像這樣：

如果有名字比它長的，那么這個名字會被選中；否則的話就返回這個基礎(chǔ)值Steve。這個版本的reduce()方法不會返回Optional對象，因為如果集合是空的，會返回一個默認值；不用考慮沒有返回值的情況。

在我們結(jié)束這章之前 ，我們再來看一下集合操作里面一個很基礎(chǔ)的卻又不是那么容易的操作：合并元素。

合并元素

我們已經(jīng)學習了如何進行元素的查找，遍歷，以及集合的轉(zhuǎn)化。不過還有一個常見的操作——將集合元素進行拼接——如果沒有這個新添加的join()函數(shù)的話，之前說的簡潔和優(yōu)雅的代碼只能成為泡影了。這個簡單的方法非常實用以至于它成為JDK里最常用的函數(shù)之一。我們來看下如何用它來打印列表中的元素，用逗號進行分隔。

我們還是用這個friends列表。如果用JDK庫里的舊方法的話，想要打印出所有名字并用逗號隔開的話，要做哪些工作？

我們得遍歷列表并且挨個打印元素。Java 5中的for循環(huán)比之前的有所改進，我們就用它吧。

代碼很簡單，我們看下它的輸出是什么。

該死，最后多出了一個討厭的逗號（我們難道要怪最后的那個Scott?)。怎么能讓Java別放一個逗號在這呢？不幸的是，循環(huán)會按步就班的執(zhí)行，想讓它在最后特殊處理一下可不容易。為了解決這個問題，我們可以用回原來的那種循環(huán)方式。

我們來看下這個版本的輸出是不是OK。

結(jié)果還是不錯的，不過這個代碼就不敢恭維了。救救我們吧，Java。

我們不用再忍受這種痛苦了。Java 8里的StringJoiner類幫我們搞定了這些難題，不止如此，String類還增加了一個join方法方便我們可以用一行代碼來替代掉上面那坨東西。

快來看下吧，結(jié)果跟代碼一樣令人滿意。

結(jié)果還是不錯的，不過這個代碼就不敢恭維了。救救我們吧，Java。

我們不用再忍受這種痛苦了。Java 8里的StringJoiner類幫我們搞定了這些難題，不止如此，String類還增加了一個join方法方便我們可以用一行代碼來替代掉上面那坨東西。

快來看下吧，結(jié)果跟代碼一樣令人滿意。

在底層實現(xiàn)中，String.join()方法調(diào)用了StringJoiner類來將第二個參數(shù)傳進來的值（這是個變長參數(shù)）拼接成一個長的字符串，用第一個參數(shù)作為分隔符。這個方法當然不止是能拼接逗號這么簡單了。比如說，我們可以傳入一堆路徑，然后很容易的拼出一個類路徑（classpath)，這可真是多虧了這些新增加的方法和類。

我們已經(jīng)知道如何去連接列表元素了，在進行列表連接前，我們還可以先對元素進行轉(zhuǎn)化，當然我們也知道如何使用map方法來進行列表轉(zhuǎn)化了。接下來還可以用filter()方法過濾出我們想要的那些元素。最后一步的連接列表元素，用逗號還是什么分隔符，不過就是一個簡單的reduce操作而已了。

我們可以用reduce()方法將元素拼接成一個字符串，不過這需要我們費點工夫。JDK有一個十分方便的collect()方法，它也是reduce()的一個變種，我們可以用它來把元素合并成一個想要的值。

collect()方法來執(zhí)行歸約操作，不過它把具體的操作委托給一個collector來執(zhí)行。我們可以把轉(zhuǎn)化后的元素合并成一個ArrayList。繼續(xù)剛才那個例子，我們可以將轉(zhuǎn)化后的元素，拼接成一個用逗號分隔的字符串。

我們在轉(zhuǎn)化后的列表上調(diào)用了collect()方法，給它傳入了一個joining()方法返回的collector，joining是Collectors工具類里的一個靜態(tài)方法。collector就像是個接收器，它接收collect傳進來的對象，并把它們存儲成你想要的格式：ArrayList, String等。我們會在52頁的collect方法及Collectors類中進一步探索這個方法。

這是輸出的名字，現(xiàn)在它們是大寫的，并用逗號隔開。

總結(jié)

集合在編程中十分常見，有了lambda表達式后，Java的集合操作變得更加簡單容易了。那些拖沓的集合操作的老代碼都可以換成這種優(yōu)雅簡潔的新方式。內(nèi)部迭代器使得集合遍歷，轉(zhuǎn)化都變得更加方便，遠離了可變性的煩惱，查找集合元素也變得異常輕松。使用這些新方法可以少寫不少代碼。這使得代碼更容易維護，更聚焦于業(yè)務(wù)邏輯，編程中的那些基本操作也變得更少了。

下一章中我們會看到lambda表達式如何簡化程序開發(fā)中的另一個基本操作：字符串操作以及對象比較。

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