以下代码片段展示了如何从标准输入读取学生姓名和成绩，并将其存储到 Map 中：
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = Integer.parseInt(scanner.nextLine()); // 读取学生-成绩对的数量
Map> records = new HashMap<>();
// 循环读取数据并存储
while(n > 0){
String name = scanner.nextLine();
double grade = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
// 如果学生不存在，则添加新列表；否则，将成绩添加到现有列表
records.putIfAbsent(name, new ArrayList<>());
records.get(name).add(grade);
n--;
}
// ... 后续处理
}
}2. Stream API处理的挑战与优化思路
在处理完原始数据后，我们需要执行以下操作：
- 计算每个学生的平均分。
- 过滤掉平均分低于特定阈值（例如 4.50）的学生。
- 根据平均分进行降序排序。
- 以指定格式打印结果。
最初的实现可能会在 filter 和 sorted 操作中多次计算平均分，这会导致性能下降。例如，在 sorted 操作的 Comparator 中再次计算平均分，不仅冗余，而且将 double 类型的差值强制转换为 int ((int) (average2 - average1)) 可能导致排序不准确，因为小数部分的差异会被截断。
为了解决这个问题，最佳实践是预先计算并存储平均分。我们可以将原始的 Map> 转换为 Map，其中键是学生姓名，值是其对应的平均分。
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3. 预计算学生平均分
使用 Java Stream API 的 Collectors.toMap 可以优雅地完成这一转换：
// 将原始记录转换为包含平均分的Map
Map recordsWithAverage = records.entrySet()
.stream()
.collect(Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey, // 使用原始Map的键作为新Map的键（学生姓名）
e -> e.getValue().stream().mapToDouble(x -> x).average().orElse(0.0) // 计算平均分，如果列表为空则默认为0.0
));
注意事项： average() 方法返回一个 OptionalDouble。为了避免在学生没有成绩时调用 getAsDouble() 抛出 NoSuchElementException，我们使用 orElse(0.0) 提供一个默认值（例如 0.0），尽管在本场景中，根据问题描述，每个学生都会有成绩。
4. 过滤、排序与输出
有了包含平均分的 recordsWithAverage 之后，后续的过滤和排序操作将变得更加高效和简洁。
// 对包含平均分的Map进行过滤、排序和输出
recordsWithAverage.entrySet()
.stream()
.filter(e -> e.getValue() >= 4.50) // 过滤平均分大于或等于4.50的学生
.sorted(Map.Entry.comparingByValue(Comparator.reverseOrder())) // 按平均分降序排序
.forEach(pair -> {
// 格式化输出：姓名 -> 平均分 (保留两位小数)
System.out.printf("%s -> %.2f%n", pair.getKey(), pair.getValue());
});代码解析：
- filter(e -> e.getValue() >= 4.50)：直接使用 Map.Entry 的值（即平均分）进行过滤。
- sorted(Map.Entry.comparingByValue(Comparator.reverseOrder()))：这是排序的关键。
- Map.Entry.comparingByValue()：这是一个方便的 Comparator 工厂方法，它会创建一个 Comparator，用于比较 Map.Entry 对象的值。
- Comparator.reverseOrder()：用于将默认的升序排序转换为降序排序。通过组合这两个方法，我们实现了按平均分降序排序，无需手动编写复杂的 lambda 表达式。
- forEach(pair -> System.out.printf("%s -> %.2f%n", pair.getKey(), pair.getValue()))：遍历排序后的结果，并使用 printf 方法以指定格式输出，其中 %.2f 用于将 double 值格式化为保留两位小数的浮点数。
5. 完整代码示例
结合以上所有步骤，完整的解决方案如下：
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
// 1. 数据收集与初始存储
Map> records = new HashMap<>();
while(n > 0){
String name = scanner.nextLine();
double grade = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
records.putIfAbsent(name, new ArrayList<>());
records.get(name).add(grade);
n--;
}
// 2. 预计算学生平均分
Map recordsWithAverage = records.entrySet()
.stream()
.collect(Collectors.toMap(
Map.Entry::getKey,
e -> e.getValue().stream().mapToDouble(x -> x).average().orElse(0.0) // 处理空列表情况
));
// 3. 过滤、排序与输出
recordsWithAverage.entrySet()
.stream()
.filter(e -> e.getValue() >= 4.50) // 过滤平均分
.sorted(Map.Entry.comparingByValue(Comparator.reverseOrder())) // 按平均分降序排序
.forEach(pair -> {
System.out.printf("%s -> %.2f%n", pair.getKey(), pair.getValue()); // 格式化输出
});
scanner.close(); // 关闭Scanner
}
}总结
通过本教程，我们学习了如何使用 Java Stream API 高效地处理和排序复杂数据结构。核心优化点在于：
-
避免重复计算： 在进行过滤和排序之前，预先计算并存储派生值（如平均分），可以显著提高性能。
-
善用 Collectors： Collectors.toMap 等方法提供了强大的数据转换能力，能够将一种集合类型高效地转换为另一种。
-
利用 Comparator 工具方法： Map.Entry.comparingByValue() 和 Comparator.reverseOrder() 等 Comparator 工厂方法使排序逻辑更加简洁和易读，同时避免了 double 到 int 强制类型转换可能导致的精度问题。
掌握这些技巧，将有助于您编写更高效、更具可读性的 Java Stream API 代码。
