如何在Java中展开嵌套List集合

在本文中，我们将学习Java中的嵌套集合，以及如何使用不同的方法将它们转换为平面集合。

1.什么是展平？

在编程中，展平列表意味着合并多个嵌套列表以创建一个单一列表。展平的列表包含来自嵌套列表的所有元素。

嵌套List: [[4, 5, 2], [1, 34, 23], [12], [10, 11, 15]];
展平 List: [4, 5, 2, 1, 34, 23, 12, 10, 11, 15];

我们在每个解决方案中使用以下嵌套列表进行演示。

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List<List<String>> nestedList = List.of(
      List.of("Alexandru", "John"),
      List.of("Emma","Andrew", "Luke"),
      List.of("Oliver"));

2. 使用自定义逻辑

最基本的解决方案之一是迭代嵌套列表，并将所有元素添加到新声明的平坦列表中。我们可以使用addAll()函数批量添加所有元素。

List<String> flatList = new ArrayList<>();
nestedList.forEach(flatList::addAll);

如果原始列表还包含单个元素，那么我们需要使用if-else条件来首先检查元素的类型。

List<String> flatList = new ArrayList<>();
for (Object item : nestedList) {
  if (item instanceof List<?>) {
      flatList.addAll(item)
  } else {
      flatList.add((String) item);
  }
}

3. 使用流

Java Streams API为我们提供了一些有趣的方法，用于展平嵌套链表。

3.1. 使用flatMap()

我们可以使用flatMap()函数与映射函数Collection::stream。

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在执行流终端操作时，flatMap()的每个元素都提供一个单独的流。在最终阶段，flatMap()方法将所有流转换为新流。

List<String> flatList = nestedList.stream()
        .flatMap(Collection::stream)
        .collect(Collectors.toList());

3.2. 使用reduce()

减少是一种终端方法，用于聚合流。在reduce()方法中，我们向函数提供两个参数：第一个称为identity，即减少的默认值，第二个称为accumulator，用于组合两个值。

在我们的情况下，为了获得展平的列表，我们需要迭代Stream，并将连续的列表合并成每个后续嵌套列表的一个列表。请注意，由于在运行时创建了额外的ArrayList实例，这种方法不适用于大型嵌套列表的性能。

List<String> flatList = nestedList.stream()
		.reduce(new ArrayList<>(), (l1, l2) -> {
		    l1.addAll(l2);
		    return l1;
		});

4. 使用Eclipse Collection

展平列表的另一种方法是使用Eclipse Collections的flatCollect()方法。Eclipse Collections是一个具有丰富API的与JDK兼容的List、Map和Set实现的Java集合框架。

将Eclipse Collection的最新版本添加到应用程序中。

<dependency>
    <groupId>org.eclipse.collections</groupId>
    <artifactId>eclipse-collections</artifactId>
    <version>11.1.0</version>
</dependency>

我们将使用ListAdapter类，它提供了一个围绕JDK Collections List接口实例的MutableList包装器，并将Java List转换为Eclipse Collection MutableList。然后，我们将使用它的flatCollect()方法来展平列表。

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List<String> flatList = ListAdapter.adapt(nestedList).flatCollect(e -> e);

5. 使用Guava

从Maven仓库添加Guava的最新版本。

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>31.1-jre</version>
</dependency>

Iterables.concat()方法非常适合从嵌套列表创建平坦列表。该方法将多个可迭代对象合并为单个可迭代对象。

Iterable<String> iterable = Iterables.concat(nestedList);
List<String> flatList = Lists.newArrayList(iterable);

6. 结论

展平嵌套列表在开始时可能会看起来很难，但实际上并不难。可以使用纯Java逻辑、流，甚至是外部集合库轻松完成这项任务。