Найефективніший спосіб отримати останній елемент потоку

Потік не має last()методу:

Stream<T> stream;
T last = stream.last(); // No such method

Який найелегантніший та / або найефективніший спосіб отримати останній елемент (або нульовий для порожнього потоку)?

Зробіть зменшення, яке просто повертає поточне значення:

Stream<T> stream;
T last = stream.reduce((a, b) -> b).orElse(null);

Це сильно залежить від природи Stream. Майте на увазі, що "простий" не обов'язково означає "ефективний". Якщо ви підозрюєте, що потік дуже великий, виконує важкі операції або має джерело, яке заздалегідь знає розмір, наступне може бути значно ефективнішим, ніж просте рішення:

static <T> T getLast(Stream<T> stream) {
    Spliterator<T> sp=stream.spliterator();
    if(sp.hasCharacteristics(Spliterator.SIZED|Spliterator.SUBSIZED)) {
        for(;;) {
            Spliterator<T> part=sp.trySplit();
            if(part==null) break;
            if(sp.getExactSizeIfKnown()==0) {
                sp=part;
                break;
            }
        }
    }
    T value=null;
    for(Iterator<T> it=recursive(sp); it.hasNext(); )
        value=it.next();
    return value;
}

private static <T> Iterator<T> recursive(Spliterator<T> sp) {
    Spliterator<T> prev=sp.trySplit();
    if(prev==null) return Spliterators.iterator(sp);
    Iterator<T> it=recursive(sp);
    if(it!=null && it.hasNext()) return it;
    return recursive(prev);
}

Ви можете проілюструвати різницю на наступному прикладі:

String s=getLast(
    IntStream.range(0, 10_000_000).mapToObj(i-> {
        System.out.println("potential heavy operation on "+i);
        return String.valueOf(i);
    }).parallel()
);
System.out.println(s);

Буде надруковано:

potential heavy operation on 9999999
9999999

Іншими словами, він не виконував операцію над першими 9999999 елементами, а лише над останнім.

Це лише рефакторинг відповіді Холгера , оскільки, хоча він і фантастичний, його трохи важко прочитати / зрозуміти, особливо для людей, які не були програмістами до Java. Сподіваємось, за моїм реконструйованим прикладом класу трохи легше дотримуватися тим, хто не знайомий зі шліфувальними машинами, що вони роблять або як вони працюють.

public class LastElementFinderExample {
    public static void main(String[] args){
        String s = getLast(
            LongStream.range(0, 10_000_000_000L).mapToObj(i-> {
                System.out.println("potential heavy operation on "+i);
                return String.valueOf(i);
            }).parallel()
        );
        System.out.println(s);
    }

    public static <T> T getLast(Stream<T> stream){
        Spliterator<T> sp = stream.spliterator();
        if(isSized(sp)) {
            sp = getLastSplit(sp);
        }
        return getIteratorLastValue(getLastIterator(sp));
    }

    private static boolean isSized(Spliterator<?> sp){
        return sp.hasCharacteristics(Spliterator.SIZED|Spliterator.SUBSIZED);
    }

    private static <T> Spliterator<T> getLastSplit(Spliterator<T> sp){
        return splitUntil(sp, s->s.getExactSizeIfKnown() == 0);
    }

    private static <T> Iterator<T> getLastIterator(Spliterator<T> sp) {
        return Spliterators.iterator(splitUntil(sp, null));
    }

    private static <T> T getIteratorLastValue(Iterator<T> it){
        T result = null;
        while (it.hasNext()){
            result = it.next();
        }
        return result;
    }

    private static <T> Spliterator<T> splitUntil(Spliterator<T> sp, Predicate<Spliterator<T>> condition){
        Spliterator<T> result = sp;
        for (Spliterator<T> part = sp.trySplit(); part != null; part = result.trySplit()){
            if (condition == null || condition.test(result)){
                result = part;
            }
        }
        return result;      
    }   
}

У Гуави є Streams.findLast :

Stream<T> stream;
T last = Streams.findLast(stream);

Ось ще одне рішення (не таке ефективне):

List<String> list = Arrays.asList("abc","ab","cc");
long count = list.stream().count();
list.stream().skip(count-1).findFirst().ifPresent(System.out::println);

Паралельні нерозмірні потоки з методами 'skip' хитрі, і реалізація @ Holger дає неправильну відповідь. Також реалізація @ Holger трохи повільніша, оскільки вона використовує ітератори.

Оптимізація відповіді @Holger:

public static <T> Optional<T> last(Stream<? extends T> stream) {
    Objects.requireNonNull(stream, "stream");

    Spliterator<? extends T> spliterator = stream.spliterator();
    Spliterator<? extends T> lastSpliterator = spliterator;

    // Note that this method does not work very well with:
    // unsized parallel streams when used with skip methods.
    // on that cases it will answer Optional.empty.

    // Find the last spliterator with estimate size
    // Meaningfull only on unsized parallel streams
    if(spliterator.estimateSize() == Long.MAX_VALUE) {
        for (Spliterator<? extends T> prev = spliterator.trySplit(); prev != null; prev = spliterator.trySplit()) {
            lastSpliterator = prev;
        }
    }

    // Find the last spliterator on sized streams
    // Meaningfull only on parallel streams (note that unsized was transformed in sized)
    for (Spliterator<? extends T> prev = lastSpliterator.trySplit(); prev != null; prev = lastSpliterator.trySplit()) {
        if (lastSpliterator.estimateSize() == 0) {
            lastSpliterator = prev;
            break;
        }
    }

    // Find the last element of the last spliterator
    // Parallel streams only performs operation on one element
    AtomicReference<T> last = new AtomicReference<>();
    lastSpliterator.forEachRemaining(last::set);

    return Optional.ofNullable(last.get());
}

Модульне тестування за допомогою сполучення 5:

@Test
@DisplayName("last sequential sized")
void last_sequential_sized() throws Exception {
    long expected = 10_000_000L;
    AtomicLong count = new AtomicLong();
    Stream<Long> stream = LongStream.rangeClosed(1, expected).boxed();
    stream = stream.skip(50_000).peek(num -> count.getAndIncrement());

    assertThat(Streams.last(stream)).hasValue(expected);
    assertThat(count).hasValue(9_950_000L);
}

@Test
@DisplayName("last sequential unsized")
void last_sequential_unsized() throws Exception {
    long expected = 10_000_000L;
    AtomicLong count = new AtomicLong();
    Stream<Long> stream = LongStream.rangeClosed(1, expected).boxed();
    stream = StreamSupport.stream(((Iterable<Long>) stream::iterator).spliterator(), stream.isParallel());
    stream = stream.skip(50_000).peek(num -> count.getAndIncrement());

    assertThat(Streams.last(stream)).hasValue(expected);
    assertThat(count).hasValue(9_950_000L);
}

@Test
@DisplayName("last parallel sized")
void last_parallel_sized() throws Exception {
    long expected = 10_000_000L;
    AtomicLong count = new AtomicLong();
    Stream<Long> stream = LongStream.rangeClosed(1, expected).boxed().parallel();
    stream = stream.skip(50_000).peek(num -> count.getAndIncrement());

    assertThat(Streams.last(stream)).hasValue(expected);
    assertThat(count).hasValue(1);
}

@Test
@DisplayName("getLast parallel unsized")
void last_parallel_unsized() throws Exception {
    long expected = 10_000_000L;
    AtomicLong count = new AtomicLong();
    Stream<Long> stream = LongStream.rangeClosed(1, expected).boxed().parallel();
    stream = StreamSupport.stream(((Iterable<Long>) stream::iterator).spliterator(), stream.isParallel());
    stream = stream.peek(num -> count.getAndIncrement());

    assertThat(Streams.last(stream)).hasValue(expected);
    assertThat(count).hasValue(1);
}

@Test
@DisplayName("last parallel unsized with skip")
void last_parallel_unsized_with_skip() throws Exception {
    long expected = 10_000_000L;
    AtomicLong count = new AtomicLong();
    Stream<Long> stream = LongStream.rangeClosed(1, expected).boxed().parallel();
    stream = StreamSupport.stream(((Iterable<Long>) stream::iterator).spliterator(), stream.isParallel());
    stream = stream.skip(50_000).peek(num -> count.getAndIncrement());

    // Unfortunately unsized parallel streams does not work very well with skip
    //assertThat(Streams.last(stream)).hasValue(expected);
    //assertThat(count).hasValue(1);

    // @Holger implementation gives wrong answer!!
    //assertThat(Streams.getLast(stream)).hasValue(9_950_000L); //!!!
    //assertThat(count).hasValue(1);

    // This is also not a very good answer better
    assertThat(Streams.last(stream)).isEmpty();
    assertThat(count).hasValue(0);
}

Єдиним рішенням для підтримки обох сценаріїв є уникнення виявлення останнього сплайтера на непарамерованих паралельних потоках. Наслідком є ​​те, що рішення буде виконувати операції з усіма елементами, але завжди дасть правильну відповідь.

Зверніть увагу, що в послідовних потоках він все одно буде виконувати операції з усіма елементами.

public static <T> Optional<T> last(Stream<? extends T> stream) {
    Objects.requireNonNull(stream, "stream");

    Spliterator<? extends T> spliterator = stream.spliterator();

    // Find the last spliterator with estimate size (sized parallel streams)
    if(spliterator.hasCharacteristics(Spliterator.SIZED|Spliterator.SUBSIZED)) {
        // Find the last spliterator on sized streams (parallel streams)
        for (Spliterator<? extends T> prev = spliterator.trySplit(); prev != null; prev = spliterator.trySplit()) {
            if (spliterator.getExactSizeIfKnown() == 0) {
                spliterator = prev;
                break;
            }
        }
    }

    // Find the last element of the spliterator
    //AtomicReference<T> last = new AtomicReference<>();
    //spliterator.forEachRemaining(last::set);

    //return Optional.ofNullable(last.get());

    // A better one that supports native parallel streams
    return (Optional<T>) StreamSupport.stream(spliterator, stream.isParallel())
            .reduce((a, b) -> b);
}

Що стосується модульного тестування для цієї реалізації, то перші три тести абсолютно однакові (послідовні та паралельні за розміром). Тести на незмірну паралель тут:

@Test
@DisplayName("last parallel unsized")
void last_parallel_unsized() throws Exception {
    long expected = 10_000_000L;
    AtomicLong count = new AtomicLong();
    Stream<Long> stream = LongStream.rangeClosed(1, expected).boxed().parallel();
    stream = StreamSupport.stream(((Iterable<Long>) stream::iterator).spliterator(), stream.isParallel());
    stream = stream.peek(num -> count.getAndIncrement());

    assertThat(Streams.last(stream)).hasValue(expected);
    assertThat(count).hasValue(10_000_000L);
}

@Test
@DisplayName("last parallel unsized with skip")
void last_parallel_unsized_with_skip() throws Exception {
    long expected = 10_000_000L;
    AtomicLong count = new AtomicLong();
    Stream<Long> stream = LongStream.rangeClosed(1, expected).boxed().parallel();
    stream = StreamSupport.stream(((Iterable<Long>) stream::iterator).spliterator(), stream.isParallel());
    stream = stream.skip(50_000).peek(num -> count.getAndIncrement());

    assertThat(Streams.last(stream)).hasValue(expected);
    assertThat(count).hasValue(9_950_000L);
}

Нам потрібен lastбув потік у виробництві - я все ще не впевнений, що насправді, але різні члени команди в моїй команді сказали, що ми це зробили з різних "причин". У підсумку я написав щось подібне:

 private static class Holder<T> implements Consumer<T> {

    T t = null;
    // needed to null elements that could be valid
    boolean set = false;

    @Override
    public void accept(T t) {
        this.t = t;
        set = true;
    }
}

/**
 * when a Stream is SUBSIZED, it means that all children (direct or not) are also SIZED and SUBSIZED;
 * meaning we know their size "always" no matter how many splits are there from the initial one.
 * <p>
 * when a Stream is SIZED, it means that we know it's current size, but nothing about it's "children",
 * a Set for example.
 */
private static <T> Optional<Optional<T>> last(Stream<T> stream) {

    Spliterator<T> suffix = stream.spliterator();
    // nothing left to do here
    if (suffix.getExactSizeIfKnown() == 0) {
        return Optional.empty();
    }

    return Optional.of(Optional.ofNullable(compute(suffix, new Holder())));
}


private static <T> T compute(Spliterator<T> sp, Holder holder) {

    Spliterator<T> s;
    while (true) {
        Spliterator<T> prefix = sp.trySplit();
        // we can't split any further
        // BUT don't look at: prefix.getExactSizeIfKnown() == 0 because this
        // does not mean that suffix can't be split even more further down
        if (prefix == null) {
            s = sp;
            break;
        }

        // if prefix is known to have no elements, just drop it and continue with suffix
        if (prefix.getExactSizeIfKnown() == 0) {
            continue;
        }

        // if suffix has no elements, try to split prefix further
        if (sp.getExactSizeIfKnown() == 0) {
            sp = prefix;
        }

        // after a split, a stream that is not SUBSIZED can give birth to a spliterator that is
        if (sp.hasCharacteristics(Spliterator.SUBSIZED)) {
            return compute(sp, holder);
        } else {
            // if we don't know the known size of suffix or prefix, just try walk them individually
            // starting from suffix and see if we find our "last" there
            T suffixResult = compute(sp, holder);
            if (!holder.set) {
                return compute(prefix, holder);
            }
            return suffixResult;
        }


    }

    s.forEachRemaining(holder::accept);
    // we control this, so that Holder::t is only T
    return (T) holder.t;

}

І деякі способи його використання:

    Stream<Integer> st = Stream.concat(Stream.of(1, 2), Stream.empty());
    System.out.println(2 == last(st).get().get());

    st = Stream.concat(Stream.empty(), Stream.of(1, 2));
    System.out.println(2 == last(st).get().get());

    st = Stream.concat(Stream.iterate(0, i -> i + 1), Stream.of(1, 2, 3));
    System.out.println(3 == last(st).get().get());

    st = Stream.concat(Stream.iterate(0, i -> i + 1).limit(0), Stream.iterate(5, i -> i + 1).limit(3));
    System.out.println(7 == last(st).get().get());

    st = Stream.concat(Stream.iterate(5, i -> i + 1).limit(3), Stream.iterate(0, i -> i + 1).limit(0));
    System.out.println(7 == last(st).get().get());

    String s = last(
        IntStream.range(0, 10_000_000).mapToObj(i -> {
            System.out.println("potential heavy operation on " + i);
            return String.valueOf(i);
        }).parallel()
    ).get().get();

    System.out.println(s.equalsIgnoreCase("9999999"));

    st = Stream.empty();
    System.out.println(last(st).isEmpty());

    st = Stream.of(1, 2, 3, 4, null);
    System.out.println(last(st).get().isEmpty());

    st = Stream.of((Integer) null);
    System.out.println(last(st).isPresent());

    IntStream is = IntStream.range(0, 4).filter(i -> i != 3);
    System.out.println(last(is.boxed()));

По-перше, це тип повернення Optional<Optional<T>>- це дивно , я погоджуюсь. Якщо перший Optionalпорожній, це означає, що в потоці немає елементів; якщо другий Необов'язковий порожній, це означає, що елемент, який був останнім, насправді був null, тобто: Stream.of(1, 2, 3, null)(на відміну від guava'', Streams::findLastщо видає виняток у такому випадку).

Я визнаю, що мене надихнула головним чином відповідь Холгера на подібне моє питання та відповідь гуави Streams::findLast.