LINQ to Objects と Java8-Stream API の対応表

#csharp#Java#LINQ

Posted on 2014/03/20 00:00:00(+9:00)

Java8 で filter や map が使えるようになったー！というわけで .NET の LINQ to Objects との対応表を作ってみました。

LINQ - Enumerable クラス (System.Linq)
Java8 - Stream (Java Platform SE 8 )

の比較です。

Java の方は

Collectors (Java Platform SE 8 )

も使います。

まだ試したものは少ないので間違ってるかもしれない＆カテゴライズが適当なので、編集リクエストしてもらえるとありがたいです。

機能	LINQ	Java8
【基本的なやつ】
抽出	Where	filter
射影	Select	map
並べ替え	OrderBy / OrderByDescending	sorted
後続を並べ替え	ThenBy / ThenByDescending	n/a
平坦化して射影	SelectMany	flatMap
【抽出系】
ｎ件飛ばす	Skip	skip
条件を満たすまで飛ばす	SkipWhile	n/a
ｎ件まで流す	Take	limit
条件を満たすまで流す	TakeWhile	n/a
【合成系】
連結	Concat	concat
積集合	Intersect	n/a
和集合	Union	n/a
差集合	Except	n/a
内部結合	Join	n/a
外部結合	GroupJoin	n/a
並びを逆にする	Reverse	n/a
2つの値を揃えて流す	Zip	n/a
【グループ化、集計系】
重複を無くす	Distinct	distinct
畳み込み	Aggregate	reduce
グループ化	GroupBy	Collectors.groupingBy
平均	Average	IntStream.average / Collectors.summarizingXXX
件数	Count / LongCount	count
最大	Max	max
最小	Min	min
合計	Sum	IntStream.sum / Collectors.summarizingXXX
先頭	First / FirstOrDefault	findFirst
終端	Last / LastOrDefault	n/a
とりあえず値を得る		findAny
集計用の汎用関数？		collect
1件の値を得る	Single / SingleOrDefault
空なら既定値を返す	DefaultIfEmpty
全データが条件にマッチするか？	All	allMatch
いずれかのデータが条件にマッチするか？	Any	anyMatch
いずれかのデータも条件にマッチしないか？		noneMatch
【生成系】
空っぽ	Empty	empty
範囲を生成	Range	n/a
繰り返す	Repeat	n/a
無限リスト生成		generate / iterate
【その他】
	SequenceEqual
列挙	ToList().ForEach	forEach
なんか Action を挟む(デバッグ用？)		peek

ううむ、合成系の機能はほとんどないようです…ので自力でやるしか。以下、サンプル。

サンプル

LINQ の方は Mac+Mono(Xamarin) で試しています（ぼそり

抽出(Where)、並べ替え(OrderBy)、射影(Select)

0〜9 を、偶数値だけ抽出して、降順にソートして、値を10倍して、出力。

// C#
Enumerable.Range(0, 10)
  .Where(x => x % 2 == 0)
  .OrderByDescending(x => x)
  .Select(x => x * 10)
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);

Arrays.asList(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9).stream()
  .filter(x -> x % 2 == 0)
  .sorted((x, y) -> y - x)
  .map(x -> x * 10)
  .forEach(System.out::println);

80 60 40 20 0

平坦化して射影(SelectMany)

1〜5のリストから、「n×10から始まるn件」のリストを生成。(結果見たほうが分かりやすいな（^_^;)

//C#
Enumerable.Range(1, 5)
  .SelectMany(x => Enumerable.Range(10 * x, x))
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);

Arrays.asList(1,2,3,4,5).stream()
  .flatMap(x -> IntStream.range(x * 10, x * 10 + x).boxed())
  .forEach(System.out::println);

10 
20 21 
30 31 32 
40 41 42 43 
50 51 52 53 54

抽出系(Take, Skip)

1〜10のリストの3件飛ばして、5件取得。

// C#
Enumerable.Range(1, 10)
  .Skip(3)
  .Take(5)
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);

// 無限リストでも limit あるから大丈夫
Stream.iterate(1, x-> x++)
  .skip(3)
  .limit(5)
  .forEach(System.out::println);

4 5 6 7 8

LINQ には件数でなく条件を指定できる TakeWhile SkipWhile がありますが、Java にはなさそうなので filter で代用しないといけなさそう。

// C#
Enumerable.Range(1, 10)
  .SkipWhile(x => x < 4)
  .TakeWhile(x => x < 9)
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);

連結(Concat)

2つのリストをつなげる

// C#
new int[] { 1, 2, 3 }.Concat(new int[]{ 30, 20, 10 })
.ToList().ForEach(Console.WriteLine);

// Java
Stream.concat(
  Arrays.asList(1,2,3).stream(), 
  Arrays.asList(30,20,10).stream())
.forEach(System.out::println);

なんで static メソッドやねん…。

1 2 3 30 20 10

積集合(Intersect)、和集合(Union)、差集合(Except)

積集合：2つのリストから重複をなくす。和集合：2つのリストをマージする。差集合：リスト1を基準にリスト2との差分を得る。

// C#
var list1 = new int[]{1,2,3,4,5,6};
var list2 = new int[]{8,7,6,5,4};

list1.Intersect(list2)
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);
            
list1.Union(list2)
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);
            
list1.Except(list2)
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);

// Java
// 自力で実現かよｗ
list1.stream().filter(x -> list2.stream().anyMatch(y -> y == x))
  .forEach(System.out::println);

Stream.concat(list1.stream(), 
  list2.stream().filter(x -> list1.stream().noneMatch(y -> y == x)))
  .forEach(System.out::println);

list1.stream().filter(x -> list2.stream().noneMatch(y -> y == x))
  .forEach(System.out::println);

4 5 6 // 積
1 2 3 4 5 6 8 7 // 和
1 2 3 // 差

内部結合(Join)

商品マスタと売上テーブルを INNER JOIN する的な。

// C#
var master = new [] {
    new { Id = 1, Name = "Apple" },
    new { Id = 2, Name = "Grape" }
}; 

var sales = new [] { 
    new { Id = 1, Sales = 100 },
    new { Id = 2, Sales = 200 },
    new { Id = 2, Sales = 300 },
    new { Id = 3, Sales = 400 },
};
            
master.Join(sales, 
  outer=>outer.Id, 
  inner=>inner.Id, 
  (o, i) => new { o.Name, i.Sales })
.ToList().ForEach(Console.WriteLine);

// Java
// 自力
List<Pair<Integer, String>> master = Arrays.asList(
  new Pair<>(1, "Apple"),
  new Pair<>(2, "Grape")
);

List<Pair<Integer, Integer>> sales = Arrays.asList(
  new Pair<>(1, 100),
  new Pair<>(2, 200),
  new Pair<>(2, 300),
  new Pair<>(3, 400)
);

master.stream()
  .flatMap(outer -> sales.stream()
    .filter(inner -> outer.getKey() == inner.getKey())
    .map(z-> new Pair<String, Integer>(outer.getValue(), z.getValue())))
  .forEach(System.out::println);

{ Name = Apple, Sales = 100 }
{ Name = Grape, Sales = 200 }
{ Name = Grape, Sales = 300 }

外部結合(GroupJoin)

商品マスタと売上テーブルを OUTER JOIN する的な。結合先のテーブルに行が見つからなかったものは null になる。

// C#
var master = new [] {
    new { Id = 1, Name = "Apple" },
    new { Id = 2, Name = "Grape" },
    new { Id = 5, Name = "Orange" },
}; 

var sales = new [] {  // Orange は無い
    new { Id = 1, Sales = 100},
    new { Id = 2, Sales = 200},
    new { Id = 3, Sales = 400},
};
            
master.GroupJoin(sales, 
  outer=>outer.Id, 
  inner=>inner.Id, 
  (o, i) => new { o.Name, FirstOfSales = i.Select(
    x=>(int?)x.Sales).FirstOrDefault() }) // 無かったら null にしたいので null許容型にしてから FirstOrDefault
.ToList().ForEach(Console.WriteLine);

たぶん普通は First じゃなくて Sum とか使うんだろう。

// Java
// これも自力
List<Pair<Integer, String>> master = Arrays.asList(
  new Pair<>(1, "Apple"),
  new Pair<>(2, "Grape"),
  new Pair<>(5, "Orange")
);

List<Pair<Integer, Integer>> sales = Arrays.asList(
  new Pair<>(1, 100),
  new Pair<>(2, 200),
  new Pair<>(2, 300),
  new Pair<>(3, 400)
);

master.stream().map(outer->new Pair<String, Optional<Integer>>(outer.getValue(), 
  sales.stream()
    .filter(inner->inner.getKey() == outer.getKey()) // Id でフィルタ
      .map(x->x.getValue()) // Sales だけに射影
      .findFirst())) // 同一Id中の先頭
  .forEach(System.out::println);

[.NET]
{ Name = Apple, FirstOfSales = 100 }
{ Name = Grape, FirstOfSales = 200 }
{ Name = Orange, FirstOfSales = } // 相手が居ないやつは null になる

[Java]
Apple=Optional[100]
Grape=Optional[200]
Orange=Optional.empty // Option だから empty になるのは良い

2つの値を揃えて流す(Zip)

２つのリストの値をひとつずつセットにして流す。

// C#
var arr1 = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
var arr2 = new string[] { "hoge", "fuga", "piyo" };

arr1.Zip(arr2, (x, y) =>  new {x, y})
    .ToList()
    .ForEach(Console.WriteLine);

// Java
// FIXME どうやるの？ Streams.zip はどこいった？

{ x = 1, y = hoge }
{ x = 2, y = fuga }
{ x = 3, y = piyo }

重複を無くす(Distinct)

重複する数値リストから重複をなくす。

// C#
new int[]{1,3,4,3,2,4}
  .Distinct()
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);

// Java
Arrays.asList(1,3,4,3,2,4).stream()
  .distinct()
  .forEach(System.out::println);

1 3 4 2

畳み込み

いろいろな集計の素、畳み込み。言語により fold とか reduce とか aggregate とか、いろいろな呼び名がありますね。よい例が浮かなかったので Max を実装してみました。

// C#
var max = new int[]{1,5,3,7,2,4}
    .Aggregate(Int32.MinValue, (x, y) => Math.Max(x, y));
Console.WriteLine(max);

// Java
int max = Arrays.asList(1,5,3,7,2,4).stream()
  .reduce(Integer.MIN_VALUE, (x, y) -> Math.max(x, y));
System.out.println(max);

グループ化

リストの要素をキーにしてグループ化する。Salesは合計を計算する。

// C#
var sales = new [] { 
    new { Id = 1, Sales = 100 },
    new { Id = 2, Sales = 200 },
    new { Id = 2, Sales = 300 },
    new { Id = 3, Sales = 400 },
};
            
sales.GroupBy(x=>x.Id, (Id, groupedSales) => new {Id, 
    SumOfSales = groupedSales.Sum( element => element.Sales) // Sales は合計する
  }) 
  .ToList().ForEach(Console.WriteLine);

（LINQ ではありませんが、 List.LookUp を使って実現することもできるようです → コメント:2014/03/22 00:29）

// Java
// javafx に Pair があったので Tuple 代わりに使っちゃった
List<Pair<Integer, Integer>> list1 = Arrays.asList(
  new Pair<>(1, 100),
  new Pair<>(2, 200),
  new Pair<>(2, 300),
  new Pair<>(3, 400)
);

list1.stream().collect(Collectors.groupingBy(x -> x.getKey()))
  .entrySet().stream() // group化の結果が Map なので、エントリを Stream 化
  .map(x -> new Pair<Integer, Integer>(
    x.getKey(), // Key が Id に相当
    x.getValue().stream().collect(Collectors.summingInt(y->y.getValue())))) // Value が List なのでまた Stream 化して合計を得る
  .forEach(System.out::println);

// Collectors.groupingBy 使わずに Map.merge を使ったほうが分かりやすい気も。。。
list1.stream().collect(
  () -> new HashMap<Integer, Integer>(),
  (map, item) -> map.merge(item.getKey(), item.getValue(), (x, y) -> x + y), // 同じキーの値を加算してく
  (left, right) -> left.putAll(right))
  .forEach((k, v) -> System.out.println(k + ":" + v));

Java の方、カオスすぎる…。.NET の IGrouping を Map でやってるからだな。

[.NET]
{ Id = 1, SumOfSales = 100 }
{ Id = 2, SumOfSales = 500 } // ID=2 の Sales が合計されている
{ Id = 3, SumOfSales = 400 }

[Java]
1=100
2=500
3=400

合計(Sum)、最大(Max)、最小(Min)、平均(Average)、件数(Count)、先頭(First)、終端(Last)

集計いろいろ。

// C#
var list1 = Enumerable.Range(0, 10);
Console.WriteLine("Sum={0}", list1.Sum());
Console.WriteLine("Max={0}", list1.Max());
Console.WriteLine("Min={0}", list1.Min());
Console.WriteLine("Count={0}", list1.Count());
Console.WriteLine("First={0}", list1.First());
Console.WriteLine("Last={0}", list1.Last());
Console.WriteLine("Average={0}", list1.Average());

// Java
List<Integer> list1 = Arrays.asList(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9);
IntSummaryStatistics stats = list1.stream().collect(Collectors.summarizingInt(x -> x)); // Max,Min,Count,Average が取得できる
System.out.println("Sum=" + stats.getSum());
System.out.println("Max=" + stats.getMax());
System.out.println("Min=" + stats.getMin());
System.out.println("Count=" + stats.getCount());
System.out.println("First=" + list1.stream().findFirst().orElse(-1)); // summarizing では取れない
System.out.println("Last=" + list1.stream().sorted((x,y) -> y-x).findFirst().orElse(-1)); // 微妙
System.out.println("Average=" + stats.getAverage());

System.out.println("Average=" + IntStream.range(0, 10).average()); // 型指定 Stream なら average, sum がある（結果は Option に包まれる）

Sum=45
Max=9
Min=0
Count=10
First=0
Last=9
Average=4.5

…疲れた。。。