Filtrar o Java Stream para 1 e apenas 1 elemento

Estou tentando usar o Java 8 Streams para encontrar elementos em um LinkedList. Quero garantir, no entanto, que haja uma e apenas uma correspondência com os critérios de filtro.

Pegue este código:

public static void main(String[] args) {

    LinkedList<User> users = new LinkedList<>();
    users.add(new User(1, "User1"));
    users.add(new User(2, "User2"));
    users.add(new User(3, "User3"));

    User match = users.stream().filter((user) -> user.getId() == 1).findAny().get();
    System.out.println(match.toString());
}

static class User {

    @Override
    public String toString() {
        return id + " - " + username;
    }

    int id;
    String username;

    public User() {
    }

    public User(int id, String username) {
        this.id = id;
        this.username = username;
    }

    public void setUsername(String username) {
        this.username = username;
    }

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

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }
}

Este código encontra um com Userbase em seu ID. Mas não há garantias de quantos Users correspondem ao filtro.

Alterando a linha de filtro para:

User match = users.stream().filter((user) -> user.getId() < 0).findAny().get();

Vai jogar um NoSuchElementException(bom!)

Eu gostaria que isso gerasse um erro se houver várias correspondências. Existe uma maneira de fazer isso?

Crie um costume Collector

public static <T> Collector<T, ?, T> toSingleton() {
    return Collectors.collectingAndThen(
            Collectors.toList(),
            list -> {
                if (list.size() != 1) {
                    throw new IllegalStateException();
                }
                return list.get(0);
            }
    );
}

Usamos Collectors.collectingAndThenpara construir o nosso desejado Collectorpor

1. Coletando nossos objetos em um Listcom o Collectors.toList()coletor.
2. A aplicação de um finalizador extra no final, que retorna o elemento único - ou gera um IllegalStateExceptionif list.size != 1.

Usado como:

User resultUser = users.stream()
        .filter(user -> user.getId() > 0)
        .collect(toSingleton());

Você pode personalizar isso o Collectorquanto quiser, por exemplo, dar a exceção como argumento no construtor, ajustá-lo para permitir dois valores e mais.

Uma solução alternativa - sem dúvida menos elegante -:

Você pode usar uma 'solução alternativa' que envolva peek()e uma AtomicInteger, mas realmente não deveria estar usando isso.

O que você poderia fazer com istead é apenas coletá-lo em um List, assim:

LinkedList<User> users = new LinkedList<>();
users.add(new User(1, "User1"));
users.add(new User(2, "User2"));
users.add(new User(3, "User3"));
List<User> resultUserList = users.stream()
        .filter(user -> user.getId() == 1)
        .collect(Collectors.toList());
if (resultUserList.size() != 1) {
    throw new IllegalStateException();
}
User resultUser = resultUserList.get(0);

Por uma questão de exaustividade, eis o 'one-liner' correspondente à excelente resposta do @ prunge:

User user1 = users.stream()
        .filter(user -> user.getId() == 1)
        .reduce((a, b) -> {
            throw new IllegalStateException("Multiple elements: " + a + ", " + b);
        })
        .get();

Isso obtém o único elemento correspondente do fluxo, lançando

• NoSuchElementException caso o fluxo esteja vazio ou
• IllegalStateException caso o fluxo contenha mais de um elemento correspondente.

Uma variação dessa abordagem evita lançar uma exceção antecipadamente e, em vez disso, representa o resultado como Optionalcontendo o elemento único ou nada (vazio) se houver zero ou vários elementos:

Optional<User> user1 = users.stream()
        .filter(user -> user.getId() == 1)
        .collect(Collectors.reducing((a, b) -> null));

As outras respostas que envolvem a escrita de um costume Collectorsão provavelmente mais eficientes (como o de Louis Wasserman , +1), mas se você quiser concisão, sugiro o seguinte:

List<User> result = users.stream()
    .filter(user -> user.getId() == 1)
    .limit(2)
    .collect(Collectors.toList());

Em seguida, verifique o tamanho da lista de resultados.

if (result.size() != 1) {
  throw new IllegalStateException("Expected exactly one user but got " + result);
User user = result.get(0);
}

A goiaba fornece o MoreCollectors.onlyElement()que faz a coisa certa aqui. Mas se você tiver que fazer isso sozinho, poderá fazer o seu próprio Collectorpara isso:

<E> Collector<E, ?, Optional<E>> getOnly() {
  return Collector.of(
    AtomicReference::new,
    (ref, e) -> {
      if (!ref.compareAndSet(null, e)) {
         throw new IllegalArgumentException("Multiple values");
      }
    },
    (ref1, ref2) -> {
      if (ref1.get() == null) {
        return ref2;
      } else if (ref2.get() != null) {
        throw new IllegalArgumentException("Multiple values");
      } else {
        return ref1;
      }
    },
    ref -> Optional.ofNullable(ref.get()),
    Collector.Characteristics.UNORDERED);
}

... ou usando seu próprio Holdertipo em vez de AtomicReference. Você pode reutilizar isso o Collectorquanto quiser.

Use goiabas MoreCollectors.onlyElement()( JavaDoc ).

Ele faz o que você deseja e lança um IllegalArgumentExceptionse o fluxo consistir em dois ou mais elementos e um NoSuchElementExceptionse o fluxo estiver vazio.

Uso:

import static com.google.common.collect.MoreCollectors.onlyElement;

User match =
    users.stream().filter((user) -> user.getId() < 0).collect(onlyElement());

A operação "escape hatch" que permite fazer coisas estranhas que não são suportadas por fluxos é solicitar um Iterator:

Iterator<T> it = users.stream().filter((user) -> user.getId() < 0).iterator();
if (!it.hasNext()) 
    throw new NoSuchElementException();
else {
    result = it.next();
    if (it.hasNext())
        throw new TooManyElementsException();
}

A goiaba possui um método de conveniência para Iteratorobter e obter o único elemento, lançando se houver zero ou vários elementos, o que poderia substituir as linhas n-1 inferiores aqui.

Atualizar

Boa sugestão no comentário de @Holger:

Optional<User> match = users.stream()
              .filter((user) -> user.getId() > 1)
              .reduce((u, v) -> { throw new IllegalStateException("More than one ID found") });

Resposta original

A exceção é lançada Optional#get, mas se você tiver mais de um elemento que não ajudará. Você pode coletar os usuários em uma coleção que aceita apenas um item, por exemplo:

User match = users.stream().filter((user) -> user.getId() > 1)
                  .collect(toCollection(() -> new ArrayBlockingQueue<User>(1)))
                  .poll();

que lança um java.lang.IllegalStateException: Queue full, mas parece muito hacky.

Ou você pode usar uma redução combinada com uma opcional:

User match = Optional.ofNullable(users.stream().filter((user) -> user.getId() > 1)
                .reduce(null, (u, v) -> {
                    if (u != null && v != null)
                        throw new IllegalStateException("More than one ID found");
                    else return u == null ? v : u;
                })).get();

A redução retorna essencialmente:

• null se nenhum usuário for encontrado
• o usuário se apenas um for encontrado
• lança uma exceção se mais de um for encontrado

O resultado é então envolvido em um opcional.

Mas a solução mais simples provavelmente seria coletar apenas uma coleção, verificar se o tamanho é 1 e obter o único elemento.

Uma alternativa é usar a redução: (este exemplo usa seqüências de caracteres, mas pode ser facilmente aplicado a qualquer tipo de objeto, inclusive User)

List<String> list = ImmutableList.of("one", "two", "three", "four", "five", "two");
String match = list.stream().filter("two"::equals).reduce(thereCanBeOnlyOne()).get();
//throws NoSuchElementException if there are no matching elements - "zero"
//throws RuntimeException if duplicates are found - "two"
//otherwise returns the match - "one"
...

//Reduction operator that throws RuntimeException if there are duplicates
private static <T> BinaryOperator<T> thereCanBeOnlyOne()
{
    return (a, b) -> {throw new RuntimeException("Duplicate elements found: " + a + " and " + b);};
}

Então, para o caso com Uservocê, você teria:

User match = users.stream().filter((user) -> user.getId() < 0).reduce(thereCanBeOnlyOne()).get();

Usando reduzir

Esta é a maneira mais simples e flexível que encontrei (com base na resposta @prunge)

Optional<User> user = users.stream()
        .filter(user -> user.getId() == 1)
        .reduce((a, b) -> {
            throw new IllegalStateException("Multiple elements: " + a + ", " + b);
        })

Dessa forma, você obtém:

• o opcional - como sempre com seu objeto ou Optional.empty()se não estiver presente
• a exceção (eventualmente com SEU tipo / mensagem personalizada) se houver mais de um elemento

Eu acho que dessa maneira é mais simples:

User resultUser = users.stream()
    .filter(user -> user.getId() > 0)
    .findFirst().get();

Usando um Collector:

public static <T> Collector<T, ?, Optional<T>> toSingleton() {
    return Collectors.collectingAndThen(
            Collectors.toList(),
            list -> list.size() == 1 ? Optional.of(list.get(0)) : Optional.empty()
    );
}

Uso:

Optional<User> result = users.stream()
        .filter((user) -> user.getId() < 0)
        .collect(toSingleton());

Retornamos um Optional, já que geralmente não podemos assumir Collectionque ele contenha exatamente um elemento. Se você já sabe que é esse o caso, ligue para:

User user = result.orElseThrow();

Isso coloca o ônus de tratar o erro no chamador - como deveria.

Goiaba tem um Collectorpara isso chamado MoreCollectors.onlyElement().

Podemos usar RxJava ( biblioteca de extensão reativa muito poderosa )

LinkedList<User> users = new LinkedList<>();
users.add(new User(1, "User1"));
users.add(new User(2, "User2"));
users.add(new User(3, "User3"));

User userFound =  Observable.from(users)
                  .filter((user) -> user.getId() == 1)
                  .single().toBlocking().first();

O operador único lança uma exceção se nenhum usuário ou mais de um usuário for encontrado.

Como Collectors.toMap(keyMapper, valueMapper)usa uma fusão de lançamento para lidar com várias entradas com a mesma chave, é fácil:

List<User> users = new LinkedList<>();
users.add(new User(1, "User1"));
users.add(new User(2, "User2"));
users.add(new User(3, "User3"));

int id = 1;
User match = Optional.ofNullable(users.stream()
  .filter(user -> user.getId() == id)
  .collect(Collectors.toMap(User::getId, Function.identity()))
  .get(id)).get();

Você receberá um IllegalStateExceptionpara chaves duplicadas. Mas no final não tenho certeza se o código não seria ainda mais legível usando um if.

Estou usando esses dois colecionadores:

public static <T> Collector<T, ?, Optional<T>> zeroOrOne() {
    return Collectors.reducing((a, b) -> {
        throw new IllegalStateException("More than one value was returned");
    });
}

public static <T> Collector<T, ?, T> onlyOne() {
    return Collectors.collectingAndThen(zeroOrOne(), Optional::get);
}

Se você não se importa em usar uma biblioteca de terceiros, tanto SequenceMdo cyclops-streams (como LazyFutureStreamdo simple- react), ambos têm operadores únicos e únicos opcionais.

singleOptional()lança uma exceção se houver 0ou mais de 1elementos no Stream, caso contrário, ele retornará o valor único.

String result = SequenceM.of("x")
                          .single();

SequenceM.of().single(); // NoSuchElementException

SequenceM.of(1, 2, 3).single(); // NoSuchElementException

String result = LazyFutureStream.fromStream(Stream.of("x"))
                          .single();

singleOptional()retorna Optional.empty()se não houver valores ou mais de um valor no Stream.

Optional<String> result = SequenceM.fromStream(Stream.of("x"))
                          .singleOptional(); 
//Optional["x"]

Optional<String> result = SequenceM.of().singleOptional(); 
// Optional.empty

Optional<String> result =  SequenceM.of(1, 2, 3).singleOptional(); 
// Optional.empty

Divulgação - sou o autor de ambas as bibliotecas.

Eu fui com a abordagem direta e apenas implementei a coisa:

public class CollectSingle<T> implements Collector<T, T, T>, BiConsumer<T, T>, Function<T, T>, Supplier<T> {
T value;

@Override
public Supplier<T> supplier() {
    return this;
}

@Override
public BiConsumer<T, T> accumulator() {
    return this;
}

@Override
public BinaryOperator<T> combiner() {
    return null;
}

@Override
public Function<T, T> finisher() {
    return this;
}

@Override
public Set<Characteristics> characteristics() {
    return Collections.emptySet();
}

@Override //accumulator
public void accept(T ignore, T nvalue) {
    if (value != null) {
        throw new UnsupportedOperationException("Collect single only supports single element, "
                + value + " and " + nvalue + " found.");
    }
    value = nvalue;
}

@Override //supplier
public T get() {
    value = null; //reset for reuse
    return value;
}

@Override //finisher
public T apply(T t) {
    return value;
}


} 

com o teste JUnit:

public class CollectSingleTest {

@Test
public void collectOne( ) {
    List<Integer> lst = new ArrayList<>();
    lst.add(7);
    Integer o = lst.stream().collect( new CollectSingle<>());
    System.out.println(o);
}

@Test(expected = UnsupportedOperationException.class)
public void failOnTwo( ) {
    List<Integer> lst = new ArrayList<>();
    lst.add(7);
    lst.add(8);
    Integer o = lst.stream().collect( new CollectSingle<>());
}

}

Esta implementação não é segura.

User match = users.stream().filter((user) -> user.getId()== 1).findAny().orElseThrow(()-> new IllegalArgumentException());

Você já tentou isso?

long c = users.stream().filter((user) -> user.getId() == 1).count();
if(c > 1){
    throw new IllegalStateException();
}

long count()
Returns the count of elements in this stream. This is a special case of a reduction and is equivalent to:

     return mapToLong(e -> 1L).sum();

This is a terminal operation.

Fonte: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/Stream.html