使用Java Stream，将集合转换为一对一Map

绿源和天下 發表於 2025-12-26 11:23:00

使用Java Stream，将集合转换为一对一Map

在日常的开发工作中，我们经常使用到Java Stream，特别是Stream API中提供的<code>Collectors.toList()</code>收集器，
但有些场景下，我们需要将集合转换为Map，这时候就需要使用到Stream API中提供的另一个收集器：
<code>Collectors.toMap</code>，它可以将流中的元素映射为键值对，并收集到一个Map中。
<h2 id="1-三种主要的重载方法">1. 三种主要的重载方法</h2>
<code>Collectors.toMap</code>有3种重载方法，分别是：
1)两个参数的重载方法（最简单的形式）
<pre><code class="language-java">public static <T, K, U> Collector<T, ?, Map<K,U>> toMap(Function<? super T, ? extends K> keyMapper,
 Function<? super T, ? extends U> valueMapper) {
return toMap(keyMapper, valueMapper, throwingMerger(), HashMap::new);
}
</code></pre>
2)三个参数的重载方法（包含冲突处理）
<pre><code class="language-java">public static <T, K, U> Collector<T, ?, Map<K,U>> toMap(Function<? super T, ? extends K> keyMapper,
 Function<? super T, ? extends U> valueMapper,
 BinaryOperator mergeFunction) {
return toMap(keyMapper, valueMapper, mergeFunction, HashMap::new);
}
</code></pre>
3)四个参数的重载方法（指定Map实现）
<pre><code class="language-java">public static <T, K, U, M extends Map<K, U>>
Collector<T, ?, M> toMap(Function<? super T, ? extends K> keyMapper,
 Function<? super T, ? extends U> valueMapper,
 BinaryOperator mergeFunction,
 Supplier<M> mapSupplier) {
BiConsumer<M, T> accumulator
 = (map, element) -> map.merge(keyMapper.apply(element),
 valueMapper.apply(element), mergeFunction);
return new CollectorImpl<>(mapSupplier, accumulator, mapMerger(mergeFunction), CH_ID);
}
</code></pre>
接下来，我们结合使用示例详细讲解。
<h2 id="2-使用示例">2. 使用示例</h2>
<h3 id="21-将对象的某些属性转换为map">2.1 将对象的某些属性转换为Map</h3>
假设有一个城市列表，需要将其转换为Map，其中Key为城市ID、Value为城市名称，转换方法如下所示：
<pre><code class="language-java">@Getter
@Setter
public class City {
private Integer cityId;

private String cityName;

public City(Integer cityId, String cityName) {
 this.cityId = cityId;
 this.cityName = cityName;
}
}
</code></pre>
<pre><code class="language-java">List<City> cityList = Arrays.asList(
 new City(1, "北京"),
 new City(2, "上海"),
 new City(3, "广州"),
 new City(4, "深圳")
);
Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName));
System.out.println(cityMap);
</code></pre>
输出结果：
<blockquote 1="北京," 2="上海," 3="广州," 4="深圳">

</blockquote>
<h3 id="22-将对象列表转换为mapid---对象">2.2 将对象列表转换为Map（ID -> 对象）</h3>
仍然使用上面的城市列表，需要将其转换为Map，其中Key为城市ID、Value为城市对象，转换方法如下所示：
<pre><code class="language-java">List<City> cityList = Arrays.asList(
 new City(1, "北京"),
 new City(2, "上海"),
 new City(3, "广州"),
 new City(4, "深圳")
);
Map<Integer, City> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, city -> city));
City city = cityMap.get(1);
System.out.println("城市ID: " + city.getCityId());
System.out.println("城市名称: " + city.getCityName());
</code></pre>
输出结果如下所示：
<blockquote>
城市ID: 1 
城市名称: 北京
</blockquote>
上面的写法等价于：
<pre><code class="language-java">Map<Integer, City> cityMap = cityList.stream()
.collect(Collectors.toMap(City::getCityId, Function.identity()));
</code></pre>
因为<code>Function.identity()</code>内部实现是下面这样的：
<pre><code class="language-java">static <T> Function<T, T> identity() {
return t -> t;
}
</code></pre>
<h3 id="23-键冲突处理">2.3 键冲突处理</h3>
假设上面的城市列表中有一个ID重复的城市：
<pre><code class="language-java">List<City> cityList = Arrays.asList(
 new City(1, "北京"),
 new City(2, "上海"),
 new City(3, "广州"),
 new City(4, "深圳"),
 new City(4, "天津")
);
Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName));
System.out.println("城市ID: 4, 城市名称: " + cityMap.get(4));
</code></pre>
此时运行代码，会抛出<code>java.lang.IllegalStateException</code>异常，如下图所示：
<img src="https://images.zwwhnly.com/picture/2025/snipaste_20251225_172725.png" alt="" loading="lazy">
有3种常见的键冲突处理方式，分别是保留旧值、使用新值和合并值，接下来一一讲解。
1)方式一：保留旧值
<pre><code class="language-java">Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName, (oldValue, newValue) -> oldValue));
</code></pre>
输出结果：
<blockquote>
城市ID: 4, 城市名称: 深圳
</blockquote>
2)方式二：使用新值
<pre><code class="language-java">Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName, (oldValue, newValue) -> newValue));
</code></pre>
输出结果：
<blockquote>
城市ID: 4, 城市名称: 天津
</blockquote>
3)方式三：合并值
<pre><code class="language-java">Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName,
 (oldValue, newValue) -> oldValue + ", " + newValue));
</code></pre>
输出结果：
<blockquote>
城市ID: 4, 城市名称: 深圳, 天津
</blockquote>
<h3 id="24-数据分组聚合">2.4 数据分组聚合</h3>
假设有一个销售记录列表，需要将其转换为Map，其中Key为销售员、Value为该销售员的总销售额，转换方法如下所示：
<pre><code class="language-java">@Getter
@Setter
public class SalesRecord {
private String salesPerson;

private BigDecimal amount;

public SalesRecord(String salesPerson, BigDecimal amount) {
 this.salesPerson = salesPerson;
 this.amount = amount;
}
}
</code></pre>
<pre><code class="language-java">List<SalesRecord> salesRecordList = Arrays.asList(
 new SalesRecord("张三", new BigDecimal("1000")),
 new SalesRecord("李四", new BigDecimal("2000")),
 new SalesRecord("张三", new BigDecimal("980"))
);

Map<String, BigDecimal> salesRecordMap = salesRecordList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(SalesRecord::getSalesPerson, SalesRecord::getAmount, BigDecimal::add));
System.out.println(salesRecordMap);
</code></pre>
输出结果：
<blockquote>

</blockquote>
上面的例子是销售额累加，也可以只取最小值：
<pre><code class="language-java">Map<String, BigDecimal> salesRecordMap = salesRecordList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(SalesRecord::getSalesPerson, SalesRecord::getAmount, BigDecimal::min));
</code></pre>
此时的输出结果：
<blockquote>

</blockquote>
或者只取最大值：
<pre><code class="language-java">Map<String, BigDecimal> salesRecordMap = salesRecordList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(SalesRecord::getSalesPerson, SalesRecord::getAmount, BigDecimal::max));
</code></pre>
此时的输出结果：
<blockquote>

</blockquote>
<h3 id="25-指定map实现">2.5 指定Map实现</h3>
默认情况下，<code>Collectors.toMap</code>是将结果收集到HashMap中，如果有需要，我们也可以指定成TreeMap或者LinkedHashMap。
如果想要保持插入顺序，可以指定使用LinkedHashMap：
<pre><code class="language-java">List<City> cityList = Arrays.asList(
 new City(2, "上海"),
 new City(1, "北京"),
 new City(4, "深圳"),
 new City(3, "广州")
);
Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName,
 (existing, replacement) -> existing, LinkedHashMap::new));
System.out.println(cityMap);
</code></pre>
输出结果：
<blockquote 2="上海," 1="北京," 4="深圳," 3="广州">

</blockquote>
如果想要按键排序，可以指定使用TreeMap：
<pre><code class="language-java">List<City> cityList = Arrays.asList(
 new City(2, "上海"),
 new City(1, "北京"),
 new City(4, "深圳"),
 new City(3, "广州")
);
Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName,
 (existing, replacement) -> existing, TreeMap::new));
System.out.println(cityMap);
</code></pre>
输出结果：
<blockquote 1="北京," 2="上海," 3="广州," 4="深圳">

</blockquote>
<h2 id="3-注意事项">3. 注意事项</h2>
<h3 id="31-空异常">3.1 空异常</h3>
如果valueMapper中取出的值有null值，会抛出<code>java.lang.NullPointerException</code>异常，如下示例：
<pre><code class="language-java">List<City> cityList = Arrays.asList(
 new City(1, "北京"),
 new City(2, "上海"),
 new City(3, "广州"),
 new City(4, "深圳"),
 new City(5, null)
);
Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName));
System.out.println(cityMap);
</code></pre>
运行以上代码会抛出异常，如下图所示：
<img src="https://images.zwwhnly.com/picture/2025/snipaste_20251226_104553.png" alt="" loading="lazy">
有两种解决方案，第一种解决方案是过滤null值：
<pre><code class="language-java">Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .filter(city -> city.getCityName() != null)
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName));
</code></pre>
第二种解决方案是提供默认值：
<pre><code class="language-java">Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId,
 city -> Optional.ofNullable(city.getCityName()).orElse("未知")));
</code></pre>
<h3 id="32-键重复异常">3.2 键重复异常</h3>
如果出现重复键，且没有提供mergeFunction参数，会抛出<code>java.lang.IllegalStateException</code>异常，如下示例：
<pre><code class="language-java">List<City> cityList = Arrays.asList(
 new City(1, "北京"),
 new City(2, "上海"),
 new City(3, "广州"),
 new City(4, "深圳"),
 new City(4, "天津")
);
Map<Integer, String> cityMap = cityList.stream()
 .collect(Collectors.toMap(City::getCityId, City::getCityName));
System.out.println(cityMap);
</code></pre>
运行以上代码会抛出异常，如下图所示：
<img src="https://images.zwwhnly.com/picture/2025/snipaste_20251225_172725.png" alt="" loading="lazy">
解决方案见本篇文章2.3 键冲突处理部分。
<h2 id="4-总结">4. 总结</h2>
<code>Collectors.toMap</code>是Stream API中提供的一个非常方便的收集器，它可以将流中的元素映射为键值对，并收集到一个Map中。
它适用于一对一映射的场景，但在使用时，要注意避免<code>java.lang.NullPointerException</code>异常和
<code>java.lang.IllegalStateException</code>异常。
<blockquote>
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</blockquote> 
来源：https://www.cnblogs.com/zwwhnly/p/19403765

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