326. Java Stream API - 实现自定义的 toList() 与 toSet() 收集器

326. Java Stream API - 实现自定义的 toList() 与 toSet() 收集器

在 Java 的 Stream API 中，Collectors.toList() 和 Collectors.toSet() 是最常见的两个内置收集器。但你是否好奇它们背后的原理？今天我们就带大家手动实现一个行为等同于 toList() 的收集器，并了解如何基于它改造为 toSet() 收集器。

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📦 实现一个自定义 toList() 收集器

class ToList<T> implements Collector<T, List<T>, List<T>> {

    @Override
    public Supplier<List<T>> supplier() {
        return ArrayList::new; // 创建一个空的 ArrayList 作为中间容器
    }

    @Override
    public BiConsumer<List<T>, T> accumulator() {
        return Collection::add; // 将元素累加到 List 中
    }

    @Override
    public BinaryOperator<List<T>> combiner() {
        return (list1, list2) -> {
            list1.addAll(list2); // 合并两个 List（用于并行流）
            return list1;
        };
    }

    @Override
    public Function<List<T>, List<T>> finisher() {
        return Function.identity(); // 直接返回中间容器，不需要额外转换
    }

    @Override
    public Set<Characteristics> characteristics() {
        return Set.of(Characteristics.IDENTITY_FINISH); // 说明 finisher 是 identity
    }
}

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🚀 使用我们的 ToList 收集器

Collection<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four", "five");

List<String> result = strings.stream()
    .collect(new ToList<>()); // 使用我们自定义的收集器

System.out.println("result = " + result);

💡 输出结果：

result = [one, two, three, four, five]

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🔄 将其改造成 toSet() 收集器

我们只需要修改两处，就能实现一个等价于 Collectors.toSet() 的收集器：

✅ 修改 1：使用 HashSet 作为容器

public Supplier<Set<T>> supplier() {
    return HashSet::new;
}

✅ 修改 2：声明该收集器是无序的

public Set<Characteristics> characteristics() {
    return Set.of(
        Characteristics.IDENTITY_FINISH,
        Characteristics.UNORDERED // 不保证处理顺序
    );
}

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🧪 ToSet 收集器完整实现示例

class ToSet<T> implements Collector<T, Set<T>, Set<T>> {

    @Override
    public Supplier<Set<T>> supplier() {
        return HashSet::new;
    }

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

    @Override
    public BinaryOperator<Set<T>> combiner() {
        return (set1, set2) -> {
            set1.addAll(set2);
            return set1;
        };
    }

    @Override
    public Function<Set<T>, Set<T>> finisher() {
        return Function.identity();
    }

    @Override
    public Set<Characteristics> characteristics() {
        return Set.of(
            Characteristics.IDENTITY_FINISH,
            Characteristics.UNORDERED
        );
    }
}

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🎯 总结一下关键点

元素	toList()	toSet()
容器类型	ArrayList	HashSet
是否无序	❌（有序）	✅（无序）
特性声明	IDENTITY_FINISH	IDENTITY_FINISH, UNORDERED

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🧠 小贴士

• ✅ 想提升性能？ 在能接受无序的场景中使用 UNORDERED。
• ✅ 想避免不必要的转换？ 当 A 和 R 类型一致时，记得声明 IDENTITY_FINISH。
• ✅ 并行流支持？ 如果想支持并行执行，还可以考虑加入 CONCURRENT 特性（配合线程安全结构）。