java如何使用groupBy创建一个值为BigDecimal字段平均值的映射？

Question

我有以下课程：

final public class Person {

 private final String name;
 private final String state;
 private final BigDecimal salary;

 public Person(String name, String state, BigDecimal salary) {
    this.name = name;
    this.state = state;
    this.salary = salary;
 }

 //getters omitted for brevity...
}

我想创建一个地图，列出各州的平均工资。如何使用Java8流来实现这一点？我试图在groupBy上使用下游收集器，但未能以优雅的方式做到这一点

我做了以下工作，但看起来很可怕：

Stream.of(p1,p2,p3,p4).collect(groupingBy(Person::getState, mapping(d -> d.getSalary(), toList())))
.forEach((state,wageList) -> {
        System.out.print(state+"-> ");
        final BigDecimal[] wagesArray = wageList.stream()
                .map(bd -> new BigDecimal[]{bd, BigDecimal.ONE})
                .reduce((a, b) -> new BigDecimal[]{a[0].add(b[0]), a[1].add(BigDecimal.ONE)})
                .get();
        System.out.println(wagesArray[0].divide(wagesArray[1])
                                        .setScale(2, RoundingMode.CEILING));
    });

有更好的办法吗

Answer 1

下面是一个仅使用BigDecimal算法的完整示例，展示了如何实现自定义收集器

import java.math.BigDecimal;
import java.util.Collections;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.BinaryOperator;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.Collector;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

public final class Person {

    private final String name;
    private final String state;
    private final BigDecimal salary;

    public Person(String name, String state, BigDecimal salary) {
        this.name = name;
        this.state = state;
        this.salary = salary;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }

    public BigDecimal getSalary() {
        return salary;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("John", "NY", new BigDecimal("2000"));
        Person p2 = new Person("Jack", "NY", new BigDecimal("3000"));
        Person p3 = new Person("Jane", "GA", new BigDecimal("1500"));
        Person p4 = new Person("Jackie", "GA", new BigDecimal("2500"));

        Map<String, BigDecimal> result =
            Stream.of(p1, p2, p3, p4).collect(
                Collectors.groupingBy(Person::getState,
                                      Collectors.mapping(Person::getSalary,
                                                         new AveragingCollector())));
        System.out.println("result = " + result);

    }

    private static class AveragingCollector implements Collector<BigDecimal, IntermediateResult, BigDecimal> {
        @Override
        public Supplier<IntermediateResult> supplier() {
            return IntermediateResult::new;
        }

        @Override
        public BiConsumer<IntermediateResult, BigDecimal> accumulator() {
            return IntermediateResult::add;
        }

        @Override
        public BinaryOperator<IntermediateResult> combiner() {
            return IntermediateResult::combine;
        }

        @Override
        public Function<IntermediateResult, BigDecimal> finisher() {
            return IntermediateResult::finish
        }

        @Override
        public Set<Characteristics> characteristics() {
            return Collections.emptySet();
        }
    }

    private static class IntermediateResult {
        private int count = 0;
        private BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;

        IntermediateResult() {
        }

        void add(BigDecimal value) {
            this.sum = this.sum.add(value);
            this.count++;
        }

        IntermediateResult combine(IntermediateResult r) {
            this.sum = this.sum.add(r.sum);
            this.count += r.count;
            return this;
        }

        BigDecimal finish() {
            return sum.divide(BigDecimal.valueOf(count), 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        }
    }
}

如果您接受将BigDecimal值转换为double（这对于平均工资来说是完全可以接受的，IMHO），那么您可以使用

Map<String, Double> result2 =
            Stream.of(p1, p2, p3, p4).collect(
                Collectors.groupingBy(Person::getState,
                                      Collectors.mapping(Person::getSalary,
                                                         Collectors.averagingDouble(BigDecimal::doubleValue))));

Answer 2

如果您需要BigDecimal精度，并且不介意额外的迭代，您可以这样做：

static Map<String, BigDecimal> averageByState(List<Person> persons) {
    // collect sums
    Map<String, BigDecimal> sumByState = persons.stream()
            .collect(groupingBy(
                    Person::getState,
                    HashMap::new,
                    mapping(Person::getSalary, reducing(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add))));

    // collect counts
    Map<String, Long> countByState = persons.stream()
            .collect(groupingBy(Person::getState, counting()));

    // merge
    sumByState.replaceAll((state, sum) -> sum.divide(BigDecimal.valueOf(countByState.get(state))));
    return sumByState;
}

Answer 3

这里有一种方法。尽管我仍然相信还有其他更好的方法

Map<String, Double> collect = Arrays.asList(p, p1, p2, p3, p4)
            .stream()
            .collect(groupingBy(k -> k.getState(), mapping(v -> v.salary, toList())))
            .entrySet()
            .stream()
            .collect(toMap(k -> k.getKey(), v -> v.getValue().stream().mapToDouble(BigDecimal::doubleValue).average().getAsDouble()));

Answer 4

注意：这不是最好的解决方案。请阅读下面的（编辑部分）以了解更好的方法

您可以使用^{}将每个州的工资累积到ArrayList中，然后使用finisher函数计算每个州的平均值：

Map<String, BigDecimal> salariesByState = Stream.of(p1, p2, p3, p4).collect(
    Collectors.groupingBy(Person::getState,
        Collectors.mapping(Person::getSalary,
            Collector.<BigDecimal, List<BigDecimal>, BigDecimal>of(
                ArrayList::new, // create accumulator
                List::add,      // add to accumulator
                (l1, l2) -> {   // combine two partial accumulators
                    l1.addAll(l2);
                    return l1;
                },
                l -> l.stream() // finish with a reduction that returns average
                    .reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add)
                    .divide(BigDecimal.valueOf(l.size()))))));

这种方法不会失去精度，因为计算每个状态的平均值的每个操作都是在BigDecimal实例上执行的

编辑：正如@Holger在他的评论中指出的，这不是解决问题的最佳方法，因为根本不需要使用ArrayList存储所有BigDecimal实例来计算平均值。相反，使用BigDecimal来累加部分和，使用long来累加计数就足够了（这是@JB Nizet在他的回答中遵循的方法，这里我修改了一些小细节）

以下是一个考虑到这些因素的修改版本：

private static class Acc {
    BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
    long count = 0;

    void add(BigDecimal v) {
        sum = sum.add(v);
        count++;
    }

    Acc merge(Acc acc) {
        sum = sum.add(acc.sum);
        count += acc.count;
        return this;
    }

    BigDecimal avg() {
        return sum.divide(BigDecimal.valueOf(count));
    }
}

Acc是用于累积部分结果（部分和和和计数）的类

现在，我们可以在这个类中使用Collector.of：

Map<String, BigDecimal> salariesByState = Stream.of(p1, p2, p3, p4).collect(
    Collectors.groupingBy(Person::getState,
        Collectors.mapping(Person::getSalary,
            Collector.of(Acc::new, Acc::add, Acc::merge, Acc::avg))));

或者更好的是，我们可以声明一个助手方法，其中Acc类是本地类：

public static Collector<BigDecimal, ?, BigDecimal> averagingBigDecimal() {
    class Acc { // local class, lives only inside this method :P
        BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
        long count = 0;

        void add(BigDecimal value) {
            sum = sum.add(value);
            count++;
        }

        Acc merge(Acc acc) {
            sum = sum.add(acc.sum);
            count += acc.count;
            return this;
        }

        BigDecimal avg() {
            return sum.divide(BigDecimal.valueOf(count));
        }
    }
    return Collector.of(Acc::new, Acc::add, Acc::merge, Acc::avg);
}

现在可以按如下方式使用此方法：

Map<String, BigDecimal> salariesByState = Stream.of(p1, p2, p3, p4).collect(
    Collectors.groupingBy(Person::getState,
        Collectors.mapping(Person::getSalary, averagingBigDecimal())));