おふ×3

Java8のラムダ式とStream APIを利用してコーディング量の削減サンプル集

公開日： 2016/05/22 : 最終更新日：2016/12/05 Java Java8, Stream API, ラムダ式

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Java8になりラムダ式と「Stream API」が利用できるようになりました。
C#では一足早くラムダ式が導入されており、Javaでも早く利用したいと考えていたので、この新機能はとても嬉しかったです。
(ってもう結構時間経ってますが・・・)

Java8ではラムダ式だけでなく「Stream API」も利用できるので、この点ではC#を抜きかえしました。
(そんなことはどうでもいいですよね・・・)

とは言え、「さあラムダ式書こう！」と思ってもなかなか思い出せないんですよね・・・
集中的にコーディングしている時はサクサク出てくるのですが、ちょっと使ってないと、あれどうやって書くんだっけ？みたいな。

と言う事で、本エントリーでは、機能的な説明ではなく、実際のコーディングでよく利用するラムダ式と「Stream API」のサンプル集となります。

本エントリーの内容は以下の通りです。

Listのソート処理
重複のないListの取得
Listの要素の除去

前準備

説明で利用するテストクラス

実際の動作が意識しやすいようにJUnitのテストケースとして
サンプル実装と、期待する動作を検証する形のコードとなります。

以下がクラスの定義となります。

package example;
import static org.junit.Assert.*;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

import org.junit.Test;

public class LambdaSampleTest {
	
}

package example;

import static org.junit.Assert.*;

import java.util.Arrays;

import java.util.List;

import org.junit.Test;

public class LambdaSampleTest {

}

説明で利用するテストデータクラス

Listの要素に利用するテストデータクラスPersonは以下の通りです。

package example;

public class Person implements Comparable{
	private String name;
	private int age; 
	public String getName() {
		return name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public Person(String name, int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	
    public int compareTo(Object other) {
    	Person otherPerson = (Person)other;
        int nameCompResult = 0;
        nameCompResult = this.name.compareTo(otherPerson.name);
      
        //ageが同じであればnameが大きい方を先、それ以外は年齢順とする
        if(this.age == otherPerson.age) {
        	return nameCompResult;
        } else if(this.age > otherPerson.age) {
                return 1;
        } else {
                return -1;
        }
    }
}

package example;

public class Person implements Comparable{

private String name;

private int age;

public String getName() {

return name;

}

public int getAge() {

return age;

}

public Person(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

public int compareTo(Object other) {

Person otherPerson = (Person)other;

int nameCompResult = 0;

nameCompResult = this.name.compareTo(otherPerson.name);

//ageが同じであればnameが大きい方を先、それ以外は年齢順とする

if(this.age == otherPerson.age) {

return nameCompResult;

} else if(this.age > otherPerson.age) {

return 1;

} else {

return -1;

}

以降では、上記クラスにテストケースを追加して行きますので、追加したテストケースのみを記載させていただきます。

Listのソート処理

文字列のソート処理

Listを対象としたソート処理となります。

昇順の例

まずは昇順の例です。実際のソート処理は6行目です。文字列のcompareToの値によってソート順を判断しています。

	@Test
	public void sortAscStringList() throws InterruptedException {
		//ソート対象のリストを宣言
		List<String> list = Arrays.asList("D", "C", "B", "A");
		//ソート(昇順)
		list.sort((str1, str2) -> str1.compareTo(str2));
		
		//assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		String[] actual = (String[]) list.toArray(new String[list.size()]);
		//昇順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new String[]{"A", "B", "C", "D"}, actual);
	}

@Test

public void sortAscStringList() throws InterruptedException {

//ソート対象のリストを宣言

List<String> list = Arrays.asList("D", "C", "B", "A");

//ソート(昇順)

list.sort((str1, str2) -> str1.compareTo(str2));

//assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

String[] actual = (String[]) list.toArray(new String[list.size()]);

//昇順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new String[]{"A", "B", "C", "D"}, actual);

}

降順の例

次に降順の例です。ソートに利用するラムダ式の値に-1をかけている点がポイントです。
ラムダ式の値に-1をかけることによって文字列のソートの判断ロジックが反転しています。

後は、テストデータと期待値が異なるだけです。

	@Test
	public void sortDescStringList() throws InterruptedException {
		//ソート対象のリストを宣言
		List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C", "D");
		//ソート(降順)
		list.sort((str1, str2) -> str1.compareTo(str2) * -1);
		
		//assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		String[] actual = (String[]) list.toArray(new String[list.size()]);
		//降順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new String[]{"D", "C", "B", "A"}, actual);
	}

@Test

public void sortDescStringList() throws InterruptedException {

//ソート対象のリストを宣言

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C", "D");

//ソート(降順)

list.sort((str1, str2) -> str1.compareTo(str2) * -1);

//assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

String[] actual = (String[]) list.toArray(new String[list.size()]);

//降順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new String[]{"D", "C", "B", "A"}, actual);

}

Personのソート処理

Listを対象としたソート処理となります。

年齢の昇順の例

年齢の昇順の例なのですが、まずテストメソッドの実装前にテストで利用するPersonを宣言しておきます。
このインスタンスを利用してソート対象のリストや期待値のリストを作成するためです。

ポイントは11行目です。PersonのgetAgeの大きい方が先にソートされるようになっています。

	private static Person TAROU = new Person("TAROU", 15);
	private static Person JIROU = new Person("JIROU", 10);
	private static Person SABUROU = new Person("SABUROU", 8);
	private static Person HANAKO = new Person("HANAKO", 15);

	@Test
	public void sortAscPersonList() throws InterruptedException {
		// ソート対象のリストを宣言
		List<Person> list = Arrays
				.asList(new Person[] { SABUROU, JIROU, TAROU });

		// 年齢でソート(昇順)
		list.sort((pserson1, pserson2) -> pserson2.getAge() - pserson1.getAge());

		// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		Person[] actual = (Person[]) list.toArray(new Person[list.size()]);
		// 昇順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new Person[] { TAROU, JIROU, SABUROU }, actual);
	}

private static Person TAROU = new Person("TAROU", 15);

private static Person JIROU = new Person("JIROU", 10);

private static Person SABUROU = new Person("SABUROU", 8);

private static Person HANAKO = new Person("HANAKO", 15);

@Test

public void sortAscPersonList() throws InterruptedException {

// ソート対象のリストを宣言

List<Person> list = Arrays

.asList(new Person[] { SABUROU, JIROU, TAROU });

// 年齢でソート(昇順)

list.sort((pserson1, pserson2) -> pserson2.getAge() - pserson1.getAge());

// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

Person[] actual = (Person[]) list.toArray(new Person[list.size()]);

// 昇順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new Person[] { TAROU, JIROU, SABUROU }, actual);

}

年齢の降順の例

こちらもポイントは11行目です。年齢の昇順の例との違いはpserson1のageからpserson2のageを引いた値をソート順の判定基準としていることです。
このようにpserson1とpserson2の順番を入れ替えることによって昇順と降順を反転できます。
ソート対象のデータと期待値が異なる

	@Test
	public void sortDescPersonList() throws InterruptedException {
		// ソート対象のリストを宣言
		List<Person> list = Arrays.asList(new Person[] { TAROU, JIROU, SABUROU});
		
		// 年齢でソート(昇順)
		list.sort((pserson1, pserson2) -> pserson1.getAge() - pserson2.getAge());

		// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		Person[] actual = (Person[]) list.toArray(new Person[list.size()]);
		// 昇順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new Person[] { SABUROU, JIROU, TAROU}, actual);
	}

@Test

public void sortDescPersonList() throws InterruptedException {

// ソート対象のリストを宣言

List<Person> list = Arrays.asList(new Person[] { TAROU, JIROU, SABUROU});

// 年齢でソート(昇順)

list.sort((pserson1, pserson2) -> pserson1.getAge() - pserson2.getAge());

// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

Person[] actual = (Person[]) list.toArray(new Person[list.size()]);

// 昇順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new Person[] { SABUROU, JIROU, TAROU}, actual);

}

前の方でも記載させていただきましたが11行目は以下のように記載してもOKです。

list.sort((pserson1, pserson2) -> (pserson2.getAge() - pserson1.getAge()) * -1);

1	list.sort((pserson1, pserson2) -> (pserson2.getAge() - pserson1.getAge()) * -1);

年齢と名前の昇順の例

SQLではよくありますよねOrder Byに複数の条件を指定する時、そんな例となります。

Streamが遂に登場です。8行目ですね。
Personのageとnameで昇順ソートしています。

	@Test
	public void sortAscByAgeAndNamePersonList() throws InterruptedException {
		// ソート対象のリストを宣言
		List<Person> list = Arrays
				.asList(new Person[] { TAROU, HANAKO, JIROU, SABUROU  });

		// 年齢と名前の昇順
		Stream<Person> sortedList = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Person::getAge)
		        .thenComparing(Comparator.comparing(Person::getName)));
		
		// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		Person[] actual = (Person[]) sortedList.toArray(Person[]::new);
		// 昇順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new Person[] { SABUROU, JIROU, HANAKO, TAROU }, actual);
	}

@Test

public void sortAscByAgeAndNamePersonList() throws InterruptedException {

// ソート対象のリストを宣言

List<Person> list = Arrays

.asList(new Person[] { TAROU, HANAKO, JIROU, SABUROU });

// 年齢と名前の昇順

Stream<Person> sortedList = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Person::getAge)

.thenComparing(Comparator.comparing(Person::getName)));

// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

Person[] actual = (Person[]) sortedList.toArray(Person[]::new);

// 昇順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new Person[] { SABUROU, JIROU, HANAKO, TAROU }, actual);

}

Personクラスはjava.lang.Comparableを実装し、compareToメソッドを実装していますので
8行目は

		Stream<Person> sortedList =list.stream().sorted(Comparator.naturalOrder());

1	Stream<Person> sortedList =list.stream().sorted(Comparator.naturalOrder());

や

		Stream<Person> sortedList =list.stream().sorted();

1	Stream<Person> sortedList =list.stream().sorted();

に書き換えることができます。

デフォルトのソートロジックが存在して、そのロジックを頻繁に利用する場合はcompareToメソッドを実装し、それを利用するとDRYなコードになりますのでオススメです。

年齢と名前の降順の例

Comparator.comparing(Person::getName)
と
Comparator.comparing(Person::getName)
に.reversed()を付与して結果を反転させています。

	@Test
	public void sortDescByAgeAndNamePersonList() throws InterruptedException {
		// ソート対象のリストを宣言
		List<Person> list = Arrays
				.asList(new Person[] { TAROU, SABUROU, HANAKO, JIROU,   });

		// 年齢でソート(降順)
		Stream<Person> sortedList = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Person::getAge).reversed()
		        .thenComparing(Comparator.comparing(Person::getName).reversed()));
		
		// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		Person[] actual = (Person[]) sortedList.toArray(Person[]::new);
		// 昇順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new Person[] { TAROU, HANAKO, JIROU, SABUROU}, actual);
	}

@Test

public void sortDescByAgeAndNamePersonList() throws InterruptedException {

// ソート対象のリストを宣言

List<Person> list = Arrays

.asList(new Person[] { TAROU, SABUROU, HANAKO, JIROU, });

// 年齢でソート(降順)

Stream<Person> sortedList = list.stream().sorted(Comparator.comparingInt(Person::getAge).reversed()

.thenComparing(Comparator.comparing(Person::getName).reversed()));

// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

Person[] actual = (Person[]) sortedList.toArray(Person[]::new);

// 昇順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new Person[] { TAROU, HANAKO, JIROU, SABUROU}, actual);

}

年齢と名前の昇順の例と同様に8行目は

		Stream<Person> sortedList =list.stream().sorted(Comparator.reverseOrder());

1	Stream<Person> sortedList =list.stream().sorted(Comparator.reverseOrder());

に書き換えることができます。

重複のないListの取得

Listを対象とした処理

Streamのdistinctで実現できます。

	@Test
	public void distinctList() throws InterruptedException {
		// ソート対象のリストを宣言
		List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C", "D", "A", "B");
		// 重複を除いたリストを取得
		Stream<String> distinctList = list.stream().distinct();

		// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		String[] actual = (String[]) distinctList.toArray(String[]::new);
		// 降順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new String[] { "A", "B", "C", "D" }, actual);
	}

@Test

public void distinctList() throws InterruptedException {

// ソート対象のリストを宣言

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C", "D", "A", "B");

// 重複を除いたリストを取得

Stream<String> distinctList = list.stream().distinct();

// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

String[] actual = (String[]) distinctList.toArray(String[]::new);

// 降順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new String[] { "A", "B", "C", "D" }, actual);

}

Listの要素の除去

要素の除去と記載していますが、条件に合致した要素の取得も同じ考え方です。

Listを対象とした処理

“A”から始まらない文字列のリストを取得する例となります。

	@Test
	public void removeElementFromList() throws InterruptedException {
		// ソート対象のリストを宣言
		List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C", "D", "AA", "BB");
		
		//Aから始まらない文字列だけのリストを取得
		Stream<String> resultList = list.stream().filter(element -> !element.startsWith("A"));
		
		// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		String[] actual = (String[]) resultList.toArray(String[]::new);
		// 降順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new String[] { "B", "C", "D", "BB" }, actual);
	}

@Test

public void removeElementFromList() throws InterruptedException {

// ソート対象のリストを宣言

List<String> list = Arrays.asList("A", "B", "C", "D", "AA", "BB");

//Aから始まらない文字列だけのリストを取得

Stream<String> resultList = list.stream().filter(element -> !element.startsWith("A"));

// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

String[] actual = (String[]) resultList.toArray(String[]::new);

// 降順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new String[] { "B", "C", "D", "BB" }, actual);

}

Listを対象とした処理

namaの長さが5以下でageが10以下のリストを取得する例となります。

	@Test
	public void removePersonFromList() throws InterruptedException {
		// ソート対象のリストを宣言
		List<Person> list = Arrays
				.asList(new Person[] { TAROU, HANAKO, JIROU, SABUROU  });

		// namaの長さが5以下でageが10以下のリストを取得する例となります。
		Stream<Person> resultList = list.stream().filter(person -> person.getName().length() <= 5 && person.getAge() <= 10);
		
		// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換
		Person[] actual = (Person[]) resultList.toArray(Person[]::new);
		// 昇順にソートされているか検証
		assertArrayEquals(new Person[] { JIROU }, actual);
	}

@Test

public void removePersonFromList() throws InterruptedException {

// ソート対象のリストを宣言

List<Person> list = Arrays

.asList(new Person[] { TAROU, HANAKO, JIROU, SABUROU });

// namaの長さが5以下でageが10以下のリストを取得する例となります。

Stream<Person> resultList = list.stream().filter(person -> person.getName().length() <= 5 && person.getAge() <= 10);

// assertArrayEqualsで検証するために配列に変換

Person[] actual = (Person[]) resultList.toArray(Person[]::new);

// 昇順にソートされているか検証

assertArrayEquals(new Person[] { JIROU }, actual);

}

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昇順の例

降順の例

Personのソート処理

年齢の昇順の例

年齢の降順の例

年齢と名前の昇順の例

年齢と名前の降順の例

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Listを対象とした処理

Listの要素の除去

Listを対象とした処理

Listを対象とした処理

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