在 Java 中将 List 转换为 HashMap
最后修改日期：2025年6月1日
本教程探讨了在 Java 中将 List 转换为 HashMap 的多种技术，涵盖了传统的 for 循环、现代 Stream API 和高级场景，例如处理自定义对象、重复键和分组元素。 这些方法对于在 Java 应用程序中转换数据结构至关重要，例如将索引映射到元素或按属性对对象进行分组。
使用 For 循环进行基本转换
将 List 转换为 HashMap 的一种直接方法是使用 for 循环，将列表索引映射到元素。 此方法简单且适用于小型列表，或者在需要显式控制时使用。
void main() {
List<String> fruits = List.of("Apple", "Banana", "Cherry", "Date");
Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
for (int i = 0; i < fruits.size(); i++) {
map.put(i + 1, fruits.get(i)); // Start indexing from 1
}
System.out.println(map);
}
此示例使用 List.of 创建一个不可变的 fruits 列表，然后初始化一个 HashMap 来存储索引-元素对。 for 循环迭代列表，将从 1 开始的索引映射到每个 fruit，生成一个 map，其中每个 fruit 都与一个唯一的索引相关联。 这种方法是明确且易于理解的，使其成为简单转换的理想选择，但对于复杂的转换来说，它可能会变得冗长。
使用 Stream API
Stream API 提供了一种函数式且简洁的方式来将 List 转换为 HashMap。 使用 IntStream 和 Collectors.toMap，您可以实现与 for 循环相同的结果，但代码更少。
void main() {
List<String> fruits = List.of("Apple", "Banana", "Cherry", "Date");
Map<Integer, String> map = IntStream.rangeClosed(1, fruits.size())
.boxed()
.collect(Collectors.toMap(
i -> i,
i -> fruits.get(i - 1)
));
System.out.println(map);
}
在此示例中，IntStream.rangeClosed(1, fruits.size()) 生成一个从 1 到列表大小的索引序列，然后使用 boxed() 将其转换为 Stream<Integer>，以便与 Collectors.toMap 一起使用。
toMap 收集器将每个索引映射到通过 fruits.get(i - 1) 访问的相应列表元素，从而产生与 for 循环示例相同的结果。 这种方法更简洁，并符合函数式编程原则，为复杂的映射提供了灵活性，但由于流设置，对于非常小的列表，它可能会引入轻微的开销。
转换自定义对象的列表
当使用自定义对象的 List 时，您可以使用 Stream API 基于特定字段将对象映射到 HashMap 作为键。
record Product(int id, String name, double price) {}
void main() {
List<Product> products = List.of(
new Product(101, "Laptop", 999.99),
new Product(102, "Phone", 699.99),
new Product(103, "Tablet", 499.99)
);
Map<Integer, Product> map = products.stream()
.collect(Collectors.toMap(
Product::id,
p -> p,
(existing, replacement) -> existing // Keep existing entry on duplicate keys
));
map.forEach((k, v) -> System.out.printf("ID: %d, Product: %s%n", k, v));
}
此示例定义了一个具有 id、name 和 price 字段的 Product 记录，并创建了一个 product 实例列表。 stream 操作使用 Collectors.toMap 将每个 product 的 id 映射到 product 对象本身，并使用合并函数 (existing, replacement) -> existing 来处理潜在的重复键，方法是保留第一次出现的键。
生成的 map 将每个 product 的 ID 与相应的 product 相关联，这对于将数据库记录映射到其主键等场景非常有用。 输出的格式清晰地显示了每个键值对。
处理重复键
在将 List 转换为 HashMap 时，可能会出现重复的键。 Stream API 的 toMap 收集器允许使用合并函数来解决冲突，例如计算出现次数。
void main() {
List<String> fruits = List.of("Apple", "Banana", "Apple", "Cherry", "Apple");
Map<String, Integer> map = fruits.stream()
.collect(Collectors.toMap(
f -> f,
f -> 1,
Integer::sum
));
System.out.println(map);
}
此示例处理一个包含重复项的 fruits 列表，使用 Collectors.toMap 创建一个 map，其中每个 fruit 都是一个键，其值表示出现次数。 每个 fruit 最初都映射到计数 1，合并函数 Integer::sum 将重复键的计数相加，从而生成一个频率 map（例如，“Apple”出现三次）。
这种方法非常适合计算出现次数或聚合数据。 如果没有合并函数，尝试映射重复键将抛出 IllegalStateException，因此合并函数对于优雅地处理重复项至关重要。
按属性对列表元素进行分组
Collectors.groupingBy 方法将列表元素分组到 Map 中，其中键是一个属性，值是匹配对象的 List。
record Person(String name, int age, String department) {}
void main() {
List<Person> people = List.of(
new Person("John", 25, "IT"),
new Person("Jane", 30, "HR"),
new Person("Bob", 25, "IT"),
new Person("Alice", 28, "HR")
);
Map<String, List<Person>> byDept = people.stream()
.collect(Collectors.groupingBy(Person::department));
byDept.forEach((dept, list) ->
System.out.printf("%s: %s%n", dept, list.stream()
.map(p -> p.name())
.collect(Collectors.joining(", ")))
);
}
此示例使用 Collectors.groupingBy 按 department 字段对 Person 对象列表进行分组，从而生成一个 Map，其中每个键是一个部门，值是该部门中人员的列表。
输出的格式设置为仅显示每个部门中人员的姓名，并用逗号连接以提高可读性。 这种方法对于对数据进行分类特别有用，例如按部门对员工进行分组或按类别对产品进行分组，从而更容易分析或显示分组信息。
性能注意事项
| 方法 | 用例 | 性能 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| For 循环 | 简单的基于索引的映射 | O(n)，开销最小 | 对于小型列表速度快，显式控制 | 冗长，对于复杂的逻辑容易出错 |
| 带有 toMap 的 Stream API | 函数式转换 | O(n)，轻微的流开销 | 简洁，对于复杂的映射灵活 | 由于流设置，对于小型列表速度较慢 |
| Collectors.toMap | 键值映射 | O(n)，对于直接映射效率高 | 使用合并函数处理重复项 | 需要仔细处理键的唯一性 |
| Collectors.groupingBy | 按属性分组 | O(n)，取决于分组的复杂性 | 非常适合分类任务 | 存储分组列表需要更多内存 |
对于小型列表（<100 个元素），由于开销较低，for 循环通常更快。Streams 在复杂转换或并行处理方面更具可读性和可维护性。
如果需要保留插入顺序，请在 toMap 中使用 LinkedHashMap 而不是 HashMap。 避免在 toMap 中使用 null 键/值，以防止 NullPointerException。
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