Java 8中的reduce BinaryOperator用于什么？

Question

我正在阅读O'Reilly的《Java 8 Lambdas》这本书，它是一本非常好的书。我遇到了一个像这样的例子。

我有一个...（此处缺少上下文，无法确定具体翻译）

private final BiFunction<StringBuilder,String,StringBuilder>accumulator=
(builder,name)->{if(builder.length()>0)builder.append(",");builder.append("Mister:").append(name);return builder;};

final Stream<String>stringStream = Stream.of("John Lennon","Paul Mccartney"
,"George Harrison","Ringo Starr");
final StringBuilder reduce = stringStream
    .filter(a->a!=null)
    .reduce(new StringBuilder(),accumulator,(left,right)->left.append(right));
 System.out.println(reduce);
 System.out.println(reduce.length());

这将产生正确的输出。

Mister:John Lennon,Mister:Paul Mccartney,Mister:George Harrison,Mister:Ringo Starr

我的问题与reduce方法有关，即最后一个参数是BinaryOperator。

这个参数用于什么？如果我更改为

.reduce(new StringBuilder(),accumulator,(left,right)->new StringBuilder());

输出结果相同；如果我传递NULL，则返回N.P.E。

这个参数是用来做什么的？

更新

为什么如果我在parallelStream上运行它，我会收到不同的结果？

第一次运行：

returned StringBuilder length = 420

第二次运行：

returned StringBuilder length = 546

第三次运行：

returned StringBuilder length = 348

等等，为什么会这样 - 它不应该在每次迭代中返回所有值吗？

- chiperortiz

Answer 1

接口 Stream 中的方法 reduce 是重载的。具有三个参数的方法的参数为：

• identity（标识）
• accumulator（累加器）
• combiner（组合器）

combiner 支持并行执行。显然，它不用于 顺序流。但是，并没有这样的保证。如果您将您的流更改为并行流，我想您会看到一个差别：

Stream<String>stringStream = Stream.of(
    "John Lennon", "Paul Mccartney", "George Harrison", "Ringo Starr")
    .parallel();

下面是一个示例，展示了如何使用combiner将顺序归约转换为支持并行执行的归约。有一个包含四个String的流，acc用作accumulator.apply的缩写。然后可以按照以下方式计算归约的结果：

acc(acc(acc(acc(identity, "one"), "two"), "three"), "four");

有一个兼容的combiner，可以将上述表达式转换为下面的表达式。现在可以在不同的线程中执行这两个子表达式。

combiner.apply(
    acc(acc(identity, "one"), "two"),
    acc(acc(identity, "three"), "four"));

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关于您的第二个问题，我使用一个简化的累加器来解释这个问题:

BiFunction<StringBuilder,String,StringBuilder> accumulator =
    (builder,name) -> builder.append(name);

根据Stream::reduce的Javadoc，accumulator必须是可交换的。在这种情况下，这意味着以下两个表达式返回相同的结果：

acc(acc(acc(identity, "one"), "two"), "three")  
acc(acc(identity, "one"), acc(acc(identity, "two"), "three"))

对于上面的accumulator，那是不正确的。问题在于，你正在改变identity所引用的对象。这对于reduce操作来说是个坏主意。这里有两种替代实现方案，应该可以正常工作：

// identity = ""
BiFunction<String,String,String> accumulator = String::concat;

// identity = null
BiFunction<StringBuilder,String,StringBuilder> accumulator =
    (builder,name) -> builder == null
        ? new StringBulder(name) : builder.append(name);

- nosid

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谢谢Nosid，我有一个问题，为什么每次迭代都会得到不同的结果，我猜是因为并行化...为什么使用相同的代码名称会得到多个结果？请查看我编辑过的问题。 - chiperortiz

@chiperortiz：我已经更新了关于你的第二个问题的回答。这个例子真的来自这本书吗？在这种情况下，短语“好书”似乎是有问题的。 - nosid

书中有一个更复杂的例子，仅使用顺序流。 - chiperortiz

我会使用BiFunction，但是我应该使用相同的BinaryOperator吗？ - chiperortiz

Answer 2

nosid的回答基本上是正确的（+1），但我想强调一个特定的点。

reduce函数中的identity参数必须是一个身份值。如果它是一个对象，那么它应该是不可变的。如果“identity”对象被改变，它就不再是一个身份了！关于这一点的更多讨论，请参见我的回答相关问题。

看起来这个例子源自Richard Warburton的《Java 8 Lambdas》（O'Reilly 2014）第5-19个例子。如果是这样，我得和Warburton博士好好谈谈。

- Stuart Marks

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同样地，reduce函数的BinaryOperator参数必须是可结合的。否则，在并行计算时会得到无意义的结果。 - Brian Goetz

Richard的例子是在顺序流中使用的，而不是并行流。Stuart感谢你的回复... - chiperortiz

@chiperortiz 确实，这个例子是顺序的，但是代码无论是在顺序还是并行执行中都应该给出正确的结果，尤其是在一本试图解释这些内容的书籍中。此外，我怀疑即使是顺序代码也违反了一些限制，并且它只是碰巧给出了正确的结果。 - Stuart Marks