Java如何高效将数组中带数量属性的对象拆分为多个单对象

我是Java初学者，若问题表述存在疏漏还请谅解。
需求为：编写Java函数处理存储成组水果的数组，将数组中携带quantity属性的成组水果对象，按照数量值拆分为对应个数、quantity值为1的单个对象存入结果数组，要求实现逻辑尽可能高效。

输入输出示例 #

• 示例1输入：

[{"name": "grapes", "quantity": 2}]

• 示例1输出：

[{"name": "grapes", "quantity": 1}, {"name": "grapes", "quantity": 1}]

• 示例2输入：

[
  {"name": "currants", "quantity": 1},
  {"name": "grapes", "quantity": 2},
  {"name": "bananas", "quantity": 2}
]

• 示例2输出：

[
  {"name": "currants", "quantity": 1},
  {"name": "grapes", "quantity": 1},
  {"name": "grapes", "quantity": 1},
  {"name": "bananas", "quantity": 1},
  {"name": "bananas", "quantity": 1}
]

核心优化思路：ArrayList默认初始容量为10，存满后会按1.5倍扩容，每次扩容需要做原数组的全量拷贝，是可规避的性能损耗。实现时先遍历一次原数组累加所有quantity值得到结果集总长度，直接用该长度初始化结果集合，避免扩容开销；之后遍历每个成组水果，循环生成对应数量的单份水果对象即可。整体逻辑无冗余遍历、无中间对象额外开销，时间复杂度为O(N)（N为拆分后总元素数），为最优实现。

1. 定义水果实体类 #

如果使用JDK16及以上版本，可直接用record简化实体编写：

public record Fruit(String name, int quantity) {}

如果是JDK8及以下版本，用普通实体类即可：

public class Fruit {
    private String name;
    private int quantity;

    public Fruit(String name, int quantity) {
        this.name = name;
        this.quantity = quantity;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getQuantity() {
        return quantity;
    }
}

2. 拆分逻辑实现 #

对应JDK16+record写法的实现代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class FruitSplitUtil {
    public static List<Fruit> splitGroupedFruits(List<Fruit> sourceList) {
        // 提前计算结果集总容量，避免ArrayList扩容开销
        int totalCount = 0;
        for (Fruit fruit : sourceList) {
            totalCount += fruit.quantity();
        }
        List<Fruit> result = new ArrayList<>(totalCount);
        
        // 遍历拆分每个成组水果
        for (Fruit fruit : sourceList) {
            String fruitName = fruit.name();
            int quantity = fruit.quantity();
            for (int i = 0; i < quantity; i++) {
                result.add(new Fruit(fruitName, 1));
            }
        }
        return result;
    }

    // 测试验证
    public static void main(String[] args) {
        List<Fruit> testInput = List.of(
                new Fruit("currants", 1),
                new Fruit("grapes", 2),
                new Fruit("bananas", 2)
        );
        List<Fruit> result = splitGroupedFruits(testInput);
        result.forEach(f -> System.out.printf("{name: \"%s\", quantity: %d}%n", f.name(), f.quantity()));
    }
}

如果使用JDK8低版本实体类，只需要把代码里调用fruit.quantity()、fruit.name()的位置替换为fruit.getQuantity()、fruit.getName()即可，逻辑完全一致。

运行测试代码的输出和预期结果完全匹配，可直接使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David Prieto