Java 集合高级操作：反射实现多属性去重与分组

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一、开发环境与基础组件准备

1.环境配置：

• IDE：IntelliJ IDEA
• JDK 版本：1.8
• 核心组件：自定义工具类库（common模块）

2. 代码结构说明：

com.pearl.common/
├─ entity/        # 实体类模块
│  └─ User.java   # 用户实体定义
└─ spring/        # 工具类模块
   └─ BeanUtils.java # 反射工具类

二、基础反射工具：BeanUtils 的设计与实现

1. 用户实体类：User.java

package com.pearl.common.entity;

/**
 * 业务实体：用户信息模型
 * @author yyb
 * @since 2025/05/06
 * @apiNote 包含基础属性及Java Bean规范的访问器方法
 */
public class User {

    /**
     * id
     */
    private String id;
    /**
     * 姓名
     */
    private String name;
    /**
     * 年龄
     */
    private Integer age;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public User(String id, String name, Integer age) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "id='" + id + ''' +
                ", name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

2. 反射工具类：BeanUtils 的核心能力

package com.pearl.common.spring;

import com.pearl.common.entity.User;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

/**
 * Bean对象反射操作工具类
 * @author yyb
 * @since 2025/05/06
 * @apiNote 提供基于方法名反射的属性值获取能力
 */
public class BeanUtils {
    private static final String GET_PREFIX = "get";  // getter方法前缀
    private static final String SET_PREFIX = "set";  // setter方法前缀

    /**
     * 通过反射调用对象的Getter方法获取属性值
     * @param target 对象实例
     * @param fieldName 目标字段名（驼峰命名，如"userName"）
     * @param <T> 泛型约束（需为Java Bean规范类）
     * @return 字段值字符串表示，异常时返回空字符串
     * @throws SecurityException 反射权限异常
     * @example 获取user对象的name属性：getMethodValue(user, "name")
     */
    public static <T> String getMethodValue(T target, String fieldName) {
        String methodName = GET_PREFIX + 
            fieldName.substring(0, 1).toUpperCase() + 
            fieldName.substring(1);  // 拼接方法名（如"getName"）
        
        try {
            // 反射调用方法并转换为字符串
            return String.valueOf(target.getClass()
                .getMethod(methodName)
                .invoke(target));
        } catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException | 
                 InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();  // 生产环境建议日志记录
            return "";
        }
    }

    // main方法测试
    public static void main(String[] args) {
        //根据对象和字段名称获取get方法返回值
        User user = new User("1", "张三", 18);
        String nameVale = getMethodValue(user, "name");
        System.out.printf("name：" + nameVale);

    }
}

三、基于反射的 List 集合去重：原理与实现

1. 核心工具类：CollectionUtils 的去重逻辑

package com.pearl.common.util;

import com.pearl.common.spring.BeanUtils;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * 集合操作工具类
 * @author yyb
 * @since 2025/05/06
 * @apiNote 提供基于反射的复杂去重与分组功能
 */
public class CollectionUtils {
    private static final String SEPARATOR = ",";  // 默认分隔符

    /**
     * 多属性组合去重：基于TreeSet的自然排序特性
     * @param sourceList 原始集合（支持null，但返回空集合）
     * @param fieldNames 参与去重的属性名数组（如["name", "age"]）
     * @param <T> 泛型约束（需为Java Bean规范类）
     * @return 去重后的ArrayList集合，保留首次出现的元素
     * @implNote 通过拼接属性值为唯一标识，利用TreeSet的唯一性实现去重
     */
    public static <T> List<T> listDistinct(List<T> sourceList, String... fieldNames) {
        if (sourceList == null || sourceList.isEmpty()) {
            return new ArrayList<>();  // 防御性编程：空集合返回空列表
        }

        return sourceList.stream()
            .collect(Collectors.collectingAndThen(
                Collectors.toCollection(() -> new TreeSet<>(
                    Comparator.comparing(o -> buildKey(o, fieldNames, SEPARATOR))
                )), 
                ArrayList::new
            ));
    }

    // 辅助方法：拼接属性值为唯一键
    private static <T> String buildKey(T object, String[] fields, String separator) {
        StringBuilder keyBuilder = new StringBuilder();
        for (String field : fields) {
            keyBuilder.append(BeanUtils.getMethodValue(object, field))
                      .append(separator);
        }
        // 移除末尾多余分隔符（如"name,age,"处理为"name,age"）
        return keyBuilder.length() > 0 ? 
            keyBuilder.deleteCharAt(keyBuilder.length() - 1).toString() : 
            "";
    }
}

2 功能测试与结果分析

测试用例设计：

public class CollectionTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 构造测试数据（包含重复属性组合）
        List<User> userList = Arrays.asList(
            new User("1", "张三", 18),
            new User("3", "李四", 18),
            new User("5", "王五", 18),
            new User("2", "张三", 20),  // 与第一个用户name重复，但age不同
            new User("4", "李四", 18)   // 与第二个用户name+age均重复
        );

        // 单属性去重（按姓名）
        List<User> singleDistinct = CollectionUtils.listDistinct(userList, "name");
        System.out.println("单属性去重（name）结果：" + singleDistinct);
        // 输出：[User{id='1', name='张三', age=18}, User{id='3', name='李四', age=18}, User{id='5', name='王五', age=18}]

        // 多属性去重（按name+age）
        List<User> multiDistinct = CollectionUtils.listDistinct(userList, "name", "age");
        System.out.println("多属性去重（name+age）结果：" + multiDistinct);
        // 输出：[User{id='1', name='张三', age=18}, User{id='3', name='李四', age=18}, User{id='2', name='张三', age=20}, User{id='5', name='王五', age=18}]
    }
}

去重原理解析：

• 单属性去重 ：将每个对象的目标属性值（如name）作为唯一标识，相同值的对象仅保留第一个。
• 多属性去重 ：通过SEPARATOR拼接多个属性值（如"张三,18"），形成复合唯一键，确保只有属性组合完全相同的对象才会被去重。
• 性能优化点 ：使用TreeSet结合自定义比较器，利用其内部红黑树结构实现 O (n log n) 时间复杂度的去重，优于传统双重循环的 O (n²) 复杂度。

四、基于反射的 List 集合分组：场景与实现

1. 分组工具方法：propertyGroupMap 的设计

public static <T> Map<String, List<T>> propertyGroupMap(
    List<T> sourceList, 
    String separator, 
    String... fieldNames) {

    Map<String, List<T>> groupMap = new HashMap<>();
    if (sourceList == null || sourceList.isEmpty()) {
        return groupMap;
    }

    for (T item : sourceList) {
        // 构建分组键（支持自定义分隔符，如"name-age"）
        String groupKey = buildKey(item, fieldNames, separator);
        
        // 分组逻辑：同一键对应列表添加元素
        groupMap.computeIfAbsent(groupKey, k -> new ArrayList<>())
                .add(item);
    }
    return groupMap;
}

2. 应用场景测试

场景 1：单属性分组（按姓名统计用户）

Map<String, List<User>> nameGroup = 
    CollectionUtils.propertyGroupMap(userList, "", "name");

// 输出结果：
// {
//   张三=[User{id='1', name='张三', age=18}, User{id='2', name='张三', age=20}],
//   李四=[User{id='3', name='李四', age=18}, User{id='4', name='李四', age=18}],
//   王五=[User{id='5', name='王五', age=18}]
// }

场景 2：多属性分组（按姓名 + 年龄分类）

Map<String, List<User>> nameAgeGroup = 
    CollectionUtils.propertyGroupMap(userList, "-", "name", "age");

// 输出结果：
// {
//   张三-18=[User{id='1', name='张三', age=18}],
//   李四-18=[User{id='3', name='李四', age=18}, User{id='4', name='李四', age=18}],
//   张三-20=[User{id='2', name='张三', age=20}],
//   王五-18=[User{id='5', name='王五', age=18}]
// }

分组优势分析：

• 动态扩展性 ：通过可变参数fieldNames支持任意属性组合，无需为不同实体类编写重复分组代码。
• 分隔符灵活性 ：通过separator参数可自定义键格式（如","或"-"），适配不同业务场景的键存储需求。
• 性能表现：基于 HashMap 的单次遍历分组，时间复杂度为 O (n)，适用于大规模数据集。

五、总结

通过BeanUtils与CollectionUtils的组合，实现了基于反射的 Java 集合动态去重与分组功能，显著提升了代码的通用性和可维护性。实际开发中，可进一步结合 Spring 框架的BeanWrapper或 MapStruct 工具，优化反射操作的性能与可读性。

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