如何使用Java 8 Stream API将两个列表条件归约为双元素结果列表

需求规则 #

对比两个列表的对应位置元素，按以下规则统计结果：

• 第一个列表对应位置元素更大时，结果第一位计数+1
• 第二个列表对应位置元素更大时，结果第二位计数+1
• 两元素相等时直接跳过，不做计数
• 两个列表长度不一致时，仅对比两者重叠索引位置的元素（即遍历到较短列表的末尾即停止）

已有Java 7实现逻辑如下：

int min = a.size() > b.size() ? b.size() : a.size();
List<Integer> result = Arrays.asList(0, 0);
for(int i =0;  i < min; i++) {
    if(a.get(i) > b.get(i)) 
        result.set(0, result.get(0) + 1);
    else if(a.get(i) < b.get(i))
        result.set(1, result.get(1) + 1);
}

return result;

目标是用Java 8 Stream API实现等价逻辑，避免拆分两个独立流做两次遍历。

最优实现方案 #

不需要拆分两次流遍历，直接通过IntStream生成索引序列，在收集阶段用可变容器同时维护两个计数即可，逻辑和原Java 7实现100%对齐，性能无额外损耗：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream;

public List<Integer> compareList(List<Integer> a, List<Integer> b) {
    int minLength = Math.min(a.size(), b.size());
    return IntStream.range(0, minLength)
            .collect(
                    // 初始化计数容器，初始值和原逻辑保持一致为[0,0]
                    () -> Arrays.asList(0, 0),
                    // 逐位对比累加计数
                    (result, idx) -> {
                        int valA = a.get(idx);
                        int valB = b.get(idx);
                        if (valA > valB) {
                            result.set(0, result.get(0) + 1);
                        } else if (valA < valB) {
                            result.set(1, result.get(1) + 1);
                        }
                    },
                    // 并行流执行时的分片结果合并规则
                    (res1, res2) -> {
                        res1.set(0, res1.get(0) + res2.get(0));
                        res1.set(1, res1.get(1) + res2.get(1));
                    }
            );
}

实现说明 #

• 用IntStream.range生成连续索引是Stream处理多集合按位操作的通用写法，规避了手动写for循环的模板代码
• 这里用的三参数collect方法是Stream专门为多维度累加场景设计的，完全支持在单次遍历中同时维护多个计数，不需要事后做结果合并
• 第三个合并器参数即使日常用串行流也建议按规范写上，避免开启并行流时出现统计错误。

如果偏好更贴近函数式编程的写法，也可以用数组作为轻量累加容器实现，逻辑完全等价：

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream;

public List<Integer> compareList(List<Integer> a, List<Integer> b) {
    int minLength = Math.min(a.size(), b.size());
    int[] count = IntStream.range(0, minLength)
            .collect(
                    () -> new int[2],
                    (arr, idx) -> {
                        int cmp = Integer.compare(a.get(idx), b.get(idx));
                        arr[0] += cmp > 0 ? 1 : 0;
                        arr[1] += cmp < 0 ? 1 : 0;
                    },
                    (arr1, arr2) -> {
                        arr1[0] += arr2[0];
                        arr1[1] += arr2[1];
                    }
            );
    return Arrays.asList(count[0], count[1]);
}

实际开发优先选第一种写法，直接返回List类型结果，代码可读性更高，不需要额外做类型转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gibbs