JavaのStream.collect()を使いこなす — toList以外も覚えよう

はじめに

Stream APIの終端操作といえば collect(Collectors.toList()) が定番ですが、Collectors にはほかにも便利なメソッドがたくさんあります。

この記事では実務でよく使う collect() のパターンをまとめます。

collect()の基本

collect() はStreamの要素をコレクションや文字列などにまとめる終端操作です。

List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");

// Streamに変換して処理し、collect()でまとめる
List<String> result = names.stream()
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(result); // [Alice, Charlie]

引数に渡す Collectors.toList() などをコレクターと呼びます。コレクターを変えることで出力の形式を柔軟に変えられます。

toList() — リストにまとめる

最もよく使う基本パターンです。

List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie", "Dave");

List<String> longNames = names.stream()
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(longNames); // [Alice, Charlie, Dave]

Java 16以降は Stream.toList() と書けてさらに短くなります。

// Java 16以降のショートカット（変更不可リストを返す）
List<String> longNames = names.stream()
    .filter(name -> name.length() > 3)
    .toList();

toSet() — 重複を除いてSetにまとめる

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 2, 3, 3, 3);

Set<Integer> unique = numbers.stream()
    .collect(Collectors.toSet());

System.out.println(unique); // [1, 2, 3]（順序は保証されない）

重複を除きたい場合に使います。順序が必要なら Collectors.toCollection(TreeSet::new) で対応できます。

joining() — 文字列として結合する

List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");

// 単純に連結
String joined = names.stream()
    .collect(Collectors.joining());
System.out.println(joined); // "AliceBobCharlie"

// 区切り文字を指定
String csv = names.stream()
    .collect(Collectors.joining(", "));
System.out.println(csv); // "Alice, Bob, Charlie"

// 区切り文字 + 前後の文字を指定
String formatted = names.stream()
    .collect(Collectors.joining(", ", "[", "]"));
System.out.println(formatted); // "[Alice, Bob, Charlie]"

CSV出力やログ用の文字列生成でよく使います。

toMap() — Mapに変換する

List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");

// 名前 → 文字数 のマップを作る
Map<String, Integer> nameLengthMap = names.stream()
    .collect(Collectors.toMap(
        name -> name,       // キー
        name -> name.length() // 値
    ));

System.out.println(nameLengthMap);
// {Alice=5, Bob=3, Charlie=7}

罠: キーが重複するとエラー

List<String> withDuplicate = List.of("Alice", "Alice", "Bob");

// キーが重複するとIllegalStateExceptionが発生！
Map<String, Integer> map = withDuplicate.stream()
    .collect(Collectors.toMap(
        name -> name,
        name -> name.length()
    ));

重複が起きうる場合は第3引数でマージ方法を指定します。

// 重複時は後勝ち（上書き）
Map<String, Integer> map = withDuplicate.stream()
    .collect(Collectors.toMap(
        name -> name,
        name -> name.length(),
        (existing, replacement) -> replacement // 重複時の処理
    ));

groupingBy() — グループ分けする

groupingBy() は要素をグループ化して Map<キー, List<要素>> にまとめます。

List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Anna", "Brian", "Charlie");

// 先頭文字でグループ化
Map<Character, List<String>> grouped = names.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(name -> name.charAt(0)));

System.out.println(grouped);
// {A=[Alice, Anna], B=[Bob, Brian], C=[Charlie]}

// グループごとの件数を数える
Map<Character, Long> countByInitial = names.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(
        name -> name.charAt(0),
        Collectors.counting()
    ));

System.out.println(countByInitial);
// {A=2, B=2, C=1}

DBのGROUP BYに相当する操作をJavaで行う時に便利です。

partitioningBy() — 2つに分類する

条件でtrueとfalseの2グループに分けます。

List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);

Map<Boolean, List<Integer>> partitioned = numbers.stream()
    .collect(Collectors.partitioningBy(n -> n % 2 == 0));

System.out.println(partitioned.get(true));  // [2, 4, 6, 8, 10]（偶数）
System.out.println(partitioned.get(false)); // [1, 3, 5, 7, 9]（奇数）

「有効/無効」「合格/不合格」など2択の分類に使います。

counting() — 件数を数える

List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Anna", "Brian", "Charlie");

// 先頭文字ごとの件数
Map<Character, Long> count = names.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(
        name -> name.charAt(0),
        Collectors.counting()
    ));

System.out.println(count); // {A=2, B=2, C=1}

groupingBy() の第2引数として組み合わせて使うのが定番です。

まとめ

コレクター	用途
`toList()`	リストにまとめる
`toSet()`	重複を除いてSetにまとめる
`joining()`	文字列として結合する
`toMap()`	Mapに変換する（キー重複に注意）
`groupingBy()`	条件でグループ化する
`partitioningBy()`	2グループに分類する
`counting()`	件数を数える

おわりに

collect() は toList() だけ覚えておけば最低限使えますが、groupingBy() や joining() を知っているとforループで書いていた処理を短く書けるようになります。

「このループ、collectで書けるかも？」という視点でコードを見直してみてください。