在Java中如何使用Stream进行分组与分区

# 第一章：引言

## 1.1 Stream简介

在编程中，Stream是一种可以在集合上进行各种操作的抽象概念。它可以让开发者以一种声明式的风格来处理数据，大大简化了集合的操作和处理流程。

## 1.2 分组与分区的概念

在数据处理中，分组和分区是常见的操作。分组是指将数据按照某个属性进行分类，而分区是指根据某个条件将数据划分为两个部分。

## 1.3 目的与作用

### 2. 章节二：Stream基础

#### 2.1 Stream的基本操作
在使用Stream之前，我们首先需要了解Stream的基本操作。Stream的基本操作主要包括创建Stream、过滤元素、映射元素和遍历元素等。

##### 2.1.1 创建Stream
在Java中，可以通过集合类的stream()方法来获取Stream，也可以通过Stream接口提供的静态方法（如of()、generate()、iterate()等）来创建Stream。在Python中，可以使用列表推导式或生成器表达式来创建Stream。

// Java中创建Stream的示例
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
Stream<String> stream1 = list.stream(); // 通过集合类的stream()方法
Stream<String> stream2 = Stream.of("a", "b", "c"); // 通过Stream接口的of()方法

# Python中创建Stream的示例
data = [1, 2, 3, 4, 5]
stream = (x for x in data)  # 使用生成器表达式创建Stream

##### 2.1.2 过滤元素
Stream提供了filter()方法用于过滤元素，只保留满足条件的元素。

// Java中过滤元素的示例
Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5);
stream.filter(x -> x > 2).forEach(System.out::println); // 输出大于2的元素

# Python中过滤元素的示例
data = [1, 2, 3, 4, 5]
stream = (x for x in data if x > 2)  # 过滤出大于2的元素
for x in stream:
    print(x)

##### 2.1.3 映射元素
通过map()方法可以将元素映射成其他形式，实现元素的转换。

// Java中映射元素的示例
Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c");
stream.map(String::toUpperCase).forEach(System.out::println); // 将元素转换为大写输出

# Python中映射元素的示例
data = ["a", "b", "c"]
stream = (x.upper() for x in data)  # 将元素转换为大写
for x in stream:
    print(x)

##### 2.1.4 遍历元素
可以通过forEach()方法对Stream中的每个元素进行遍历操作。

// Java中遍历元素的示例
Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3);
stream.forEach(System.out::println); // 遍历输出每个元素

# Python中遍历元素的示例
data = [1, 2, 3]
stream = (x for x in data)
for x in stream:
    print(x)  # 遍历输出每个元素

#### 2.2 Stream的中间操作
中间操作是指对Stream进行的转换操作，包括筛选、切片、去重、排序等。

#### 2.3 Stream的终端操作
终端操作是指对Stream进行的最终操作，包括收集、聚合、匹配、统计等。

### 3. 章节三：使用Stream进行分组

#### 3.1 根据单个属性进行分组
在实际编程中，我们经常需要根据对象的某个属性进行分组，并对每组进行相应的操作。使用Stream可以非常方便地实现这一需求。

# Python示例代码
class Product:
    def __init__(self, name, category, price):
        self.name = name
        self.category = category
        self.price = price

products = [
    Product("手机", "电子产品", 3000),
    Product("电视", "电子产品", 5000),
    Product("洗衣机", "家电", 4000),
]

# 根据category属性进行分组
grouped_products = {}
for product in products:
    if product.category not in grouped_products:
        grouped_products[product.category] = []
    grouped_products[product.category].append(product)

for category, prods in grouped_products.items():
    print(f"Category: {category}")
    for prod in prods:
        print(f"  - {prod.name}: {prod.price}")

以上代码中，我们定义了一个Product类，包含name、category和price属性，然后创建了一个产品列表。接着，我们使用Stream对产品列表根据category属性进行了分组，并打印出了分组后的结果。

#### 3.2 根据多个属性进行分组
有时候，我们需要根据多个属性进行分组，这时可以使用Stream的多级分组来实现。

// Java示例代码
class Employee {
    String name;
    String department;
    int salary;
    
    public Employee(String name, String department, int salary) {
        this.name = name;
        this.department = department;
        this.salary = salary;
    }
}

List<Employee> employees = Arrays.asList(
    new Employee("张三", "技术部", 10000),
    new Employee("李四", "市场部", 8000),
    new Employee("王五", "技术部", 12000),
    new Employee("赵六", "市场部", 9000)
);

// 根据部门和薪资进行多级分组
Map<String, Map<Integer, List<Employee>>> groupedByDeptAndSalary = employees.stream()
        .collect(Collectors.groupi