275. Java Stream API - flatMap 操作：展开一对多的关系，拉平你的流！-编程实验室

文章目录

275. Java Stream API - flatMap 操作：展开一对多的关系，拉平你的流！
- - 🧠 背景：我们为什么需要 `flatMap`？
- 🔁 用 `flatMap` 优雅替代嵌套循环
- - ✅ 定义模型结构
  - ✅ 初始化数据
  - 🚀 使用 `flatMap` 重写统计逻辑
- 🔍 `flatMap` 是如何工作的？
- - 步骤 1️⃣：映射（map）
  - 步骤 2️⃣：展平（flat）
- 📚 延伸案例：`Map` 结构的 `flatMap`
- 🧠 小结：`flatMap` 用法口诀
- 🧪 练习建议（课堂可选）
- - ❓ 问题：下面代码的输出是什么？

275. Java Stream API - flatMap 操作：展开一对多的关系，拉平你的流！

🧠 背景：我们为什么需要`flatMap`？

假设我们有以下结构：

每个Country拥有多个City
每个City有一个人口数population

我们的目标是：统计所有城市的总人口数。

最直接的写法当然是嵌套 for 循环：

inttotalPopulation=0;for(Countrycountry:countries){for(Citycity:country.cities()){totalPopulation+=city.population();}}System.out.println("Total population = "+totalPopulation);

📌 输出：

Totalpopulation=24493

虽然有效，但Java 8之后我们有了更优雅的方式：使用流 +flatMap来处理一对多的关系。

🔁 用`flatMap`优雅替代嵌套循环

✅ 定义模型结构

recordCity(Stringname,intpopulation){}recordCountry(Stringname,List<City>cities){}

✅ 初始化数据

CitynewYork=newCity("New York",8_258);CitylosAngeles=newCity("Los Angeles",3_821);Countryusa=newCountry("USA",List.of(newYork,losAngeles));Citylondon=newCity("London",8_866);Citymanchester=newCity("Manchester",568);Countryuk=newCountry("United Kingdom",List.of(london,manchester));Cityparis=newCity("Paris",2_103);Citymarseille=newCity("Marseille",877);Countryfrance=newCountry("France",List.of(paris,marseille));List<Country>countries=List.of(usa,uk,france);

🚀 使用`flatMap`重写统计逻辑

inttotalPopulation=countries.stream().flatMap(country->country.cities().stream())// 展开所有城市.mapToInt(City::population)// 提取人口.sum();// 累加总人口System.out.println("Total population = "+totalPopulation);

📌 输出：

Totalpopulation=24493

🔍`flatMap`是如何工作的？

flatMap是两个操作的组合：

步骤 1️⃣：映射（map）

country->country.cities().stream()

这一步将每个Country映射为它的城市流，得到的是一个Stream<Stream<City>>（流的流）。

步骤 2️⃣：展平（flat）

flatMap会自动帮你把多个子流合并为一个连续的扁平流（Stream<City>），这样你就可以对所有城市统一处理！

🎯 类比图示：

Stream<Country>---映射--->Stream<Stream<City>>|+--->展平（flatten）--->Stream<City>

📚 延伸案例：`Map`结构的`flatMap`

假设我们有一个Continent类型，它包含一个 Map：

recordContinent(Map<String,Country>countries){}

此时，如果你想从Continent中提取所有国家，可以这样写：

Function<Continent,Stream<Country>>continentToCountry=continent->continent.countries().values().stream();

再进一步，还可以这样嵌套flatMap：

inttotal=continents.stream().flatMap(continent->continent.countries().values().stream()).flatMap(country->country.cities().stream()).mapToInt(City::population).sum();

🧠 小结：`flatMap`用法口诀

用法场景	对应方法
一对一映射（每个元素 → 单个新值）	`.map()`
一对多映射（每个元素 → 多个新值）	`.flatMap()`
提取嵌套集合中的内容并扁平化	`.flatMap()`
转换成基础类型流（`int/long/double`）	`.mapToInt()`等

🧪 练习建议（课堂可选）

❓ 问题：下面代码的输出是什么？

List<String>words=List.of("java","stream","api");List<Character>chars=words.stream().flatMap(word->word.chars().mapToObj(c->(char)c)).toList();System.out.println(chars);