Item 優先選擇流中沒有副作用的函數

流使用介紹：

• 新用戶可能會發現很難在流管道中表達計算。
• 流基於函數式編程，提供表現力、速度和並行化。

計算結構：

• 使用純函數將結構計算為轉換序列。
• 純函數只依賴它們的輸入，不會改變狀態。

副作用：

• 避免傳遞給流操作的函數產生副作用。
• 不正確使用改變外部狀態的 forEach 是一種「難聞的氣味」。

範例 1：有副作用的程式碼

Map<String, Long> freq = new HashMap<>();
try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
    words.forEach(word -> {
        freq.merge(word.toLowerCase(), 1L, Long::sum);
    });
}

問題：此程式碼使用 forEach 修改外部狀態（freq）。它是迭代的並且不利用流。

範例 2：無副作用的程式碼

Map<String, Long> freq;
try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
    freq = words.collect(Collectors.groupingBy(String::toLowerCase, Collectors.counting()));
}

解決方案： 使用 Collectors.groupingBy 收集器建立頻率表而不更改外部狀態。更短、更清晰、更有效率。

佔用流 API：

• 模仿迭代循環的程式碼不利用流。
• 使用收集器進行更有效率和可讀的操作。

收藏家：

• 簡化將結果收集到列表和集合等集合。
• Collectors.toList()、Collectors.toSet()、Collectors.toCollection(collectionFactory)。

範例 3：擷取最常見的 10 個單字的清單

List<String> topTen = freq.entrySet().stream()
    .sorted(Map.Entry.<String, Long>comparingByValue().reversed())
    .limit(10)
    .map(Map.Entry::getKey)
    .collect(Collectors.toList());

說明：

• 按值的降序排列頻率對映條目。
• 將流限制為 10 個字。
• 收集清單中最常見的單字。

收集器 API 的複雜性：

• API 有 39 種方法，但很多都是進階使用的。
• 收集器可用於建立映射（toMap、groupingBy）。

地圖與收集策略：

• toMap(keyMapper, valueMapper) 取得唯一鍵值。
• 使用合併功能處理鍵衝突的策略。
• groupingBy 根據分類器函數將元素分組。

範例 4：使用合併功能的 toMap

Map<String, Long> freq;
try (Stream<String> words = new Scanner(file).tokens()) {
    freq = words.collect(Collectors.toMap(
        String::toLowerCase, 
        word -> 1L, 
        Long::sum
    ));
}

說明：

• toMap 將單字對應到它們的頻率。
• 合併函數（Long::sum）透過對頻率求和來處理關鍵衝突。

範例 5：按藝人分組並找出最暢銷的專輯

Map<Artist, Album> topAlbums = albums.stream()
    .collect(Collectors.toMap(
        Album::getArtist,
        Function.identity(),
        BinaryOperator.maxBy(Comparator.comparing(Album::sales))
    ));

說明：

• toMap 將藝術家映射到他們最暢銷的專輯。
• BinaryOperator.maxBy 決定每位藝人的最暢銷專輯。

字串集合：
Collectors.joining 將字串與可選分隔符號連接起來。

範例 6：使用分隔符號連接字串

String result = Stream.of("came", "saw", "conquered")
    .collect(Collectors.joining(", ", "[", "]"));

說明：

• Collectors.joining 使用逗號作為分隔符號、前綴和後綴連接字串。
• 結果：[來、看見、征服]。

結論：

• 流的本質在於沒有副作用的函數。
• forEach 只能用於報告結果。
• 有關收集器的知識對於有效使用流至關重要。

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