java - 在 Stream 中为 Instanceof 应用模式匹配

Question

假设我们有一条动物流。

我们有不同的动物子类，我们想在流上应用过滤器以仅拥有流中的斑马。我们现在仍然有一个动物流，但只包含斑马。要获得斑马流，我们仍然需要进行转换。

Stream<Zebra> zebraStream = animalStream
    .filter(Zebra.class::isInstance)
    .map(Zebra.class::cast);

Java 14 为 instanceof 引入了模式匹配，所以我们现在可以使用:

if (animal instanceof Zebra zebra) {
    System.out.println(zebra.countStripes());
}

有没有办法在流管道中使用模式匹配？当然你可以这样做:

Stream<Zebra> zebraStream = animalStream.map(animal -> {
        if (animal instanceof Zebra zebra) {
            return zebra;
        }
        return null;
    })
    .filter(Objects::nonNull);

但是恕我直言，这真的很难看。

Answer 1

模式匹配+mapMulti

要将父类(super class)型的 Stream 强制为其子类型之一的 Stream，您可以使用 Pattern matching for instanceof结合 Java 16 mapMulti() ，它需要一个流元素和一个结果类型的 Consumer:

Stream<Animal> animalStream = Stream.of();

Stream<Zebra> zebraStream = animalStream
    .mapMulti((animal, consumer) -> {
        if (animal instanceof Zebra zebra) consumer.accept(zebra);
    });

模式匹配+flatMap

要为 instanceof 使用模式匹配，您还可以使用经典的流操作 flatMap()，这就像 mapMulti() 是为了执行 one-对多转换。

两者之间的重要区别是 mapMulti() 通过其 Consumer 用零个或多个 元素替换初始流元素，同时flatMap() 需要生成一个新的 Stream 来展平数据。在这种情况下，使用 mapMulti() 会更有优势，因为如果列表很大，则为每个元素生成单例流可能成本很高。

Stream<Zebra> zebraStream = animalStream
    .flatMap(animal -> 
        animal instanceof Zebra zebra ? Stream.of(zebra) : null
    );

注意，根据documentation除了空流，我们还可以返回 null(这很方便，因为 Stream.empty() 不返回常量但生成了一个新对象):

If a mapped stream is null an empty stream is used, instead.