Stream Gatherers使い方メモ

Posted at 2024-12-18

Stream Gatherers とは

Stream API で任意の中間操作を実装できるようにする仕組み、API
JDK 22 から試験的な導入が始まり、来年の2025年3月リリース予定の JDK 24 で正式リリースされる予定
JDK 24 での JEP は 485
Gatherer の読みは、「ぎゃざらー」（多分）

環境

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Gradle 8.11.1
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Build time:    2024-11-20 16:56:46 UTC
Revision:      481cb05a490e0ef9f8620f7873b83bd8a72e7c39

Kotlin:        2.0.20
Groovy:        3.0.22
Ant:           Apache Ant(TM) version 1.10.14 compiled on August 16 2023
Launcher JVM:  23.0.1 (Eclipse Adoptium 23.0.1+11)
Daemon JVM:    C:\pf\java\adoptium\jdk23 (no JDK specified, using current Java home)
OS:            Windows 10 10.0 amd64

日本語の公式参考情報

Gatherer の公式の日本語情報は以下が参考になる
- Stream Gatherers | Java コアライブラリ開発者ガイド
- Gatherer (Java SE 22 & JDK 22)
いずれも JDK 22 の情報だが、 Stream Gatherers に関する API は 22 から 24 まで一切変更されていないようなので 22 の情報でも多分問題ない
- JEP 473 (JDK 23) と JEP 485 (JDK 24) の冒頭の History のところで、それぞれ過去バージョンから変更していないことが明記されている

Hello World

実装

build.gradle

plugins {
    id "application"
}

sourceCompatibility = 23
targetCompatibility = 23

application {
    mainClassName = "sandbox.gatherer.Main"
    applicationDefaultJvmArgs = ["--enable-preview"]
}

tasks.withType(JavaCompile).configureEach {
    options.compilerArgs += "--enable-preview"
}

JDK 23 ではまだ試験的な機能なので、 --enable-preview を指定する必要がある

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer.Integrator<Void, Integer, String> squared =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((_, element, downstream) -> {
                downstream.push(
                    String.format("%s * %s = %s", element, element, (element * element))
                );
                return true;
            });

        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(Gatherer.of(squared))
                .forEach(System.out::println);
    }
}

実行結果

実行結果

説明

Main.java

        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(Gatherer.of(squared))
                .forEach(System.out::println);

Stream に gather という中間操作のためのメソッドが追加されている
このメソッドに中間操作の処理を定義した Gatherer を渡すことで、任意の中間操作を実装できる

Main.java

        Gatherer.Integrator<Void, Integer, String> squared =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((_, element, downstream) -> {
                downstream.push(
                    String.format("%s * %s = %s", element, element, (element * element))
                );
                return true;
            });

ここでは、入力から受け取った数値（element）を二乗する数式（文字列）に変換して出力（downstream）に渡している

Gatherer

Gatherer(重要なメソッドのみ抽出)

public interface Gatherer<T, A, R> {
    ...
    Integrator<A, T, R> integrator();
    default Supplier<A> initializer() {...}
    default BiConsumer<A, Downstream<? super R>> finisher() {...}
    default BinaryOperator<A> combiner() {...}
    ...
}

中間操作は Gatherer インタフェースを実装して作成する
Gatherer に定義されているメソッドの内、重要なものは以下の４つになる
- integrator
- initializer
- finisher
- combiner
必須のメソッドは integrator のみで、残りはデフォルト実装が提供されていて上書きは任意となっている

Gatherer の生成について

Main.java

        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(Gatherer.of(squared))
                .forEach(System.out::println);

Gatherer インタフェースには、 of メソッドなどのファクトリメソッドが用意されている
Gatherer インタフェースの抽象メソッドは integrator メソッドのみなので、ラムダ式で直接 Gatherer のインスタンスを生成することもできる
このため、わざわざ of メソッドを使う意味が無いようにも思える
しかし、このファクトリメソッドはストリームを 並列処理するときに意味が出てくる
詳細は並列処理のところで説明するので、今はとりあえず「Gatherer のインスタンスは of メソッドで生成する」ということにしておく

integrator

Gaherer

public interface Gatherer<T, A, R> {
    ...
    Integrator<A, T, R> integrator();
    ...
}

integrator メソッドは、 Integrator インタフェースを実装したオブジェクトを返すように実装する
Integrator は中間操作の具体的な処理を提供するためのインタフェースで、以下のような定義になっている

Integrator

interface Integrator<A, T, R> {
    boolean integrate(A state, T element, Downstream<? super R> downstream);
}

integrate メソッドを実装する必要があり、この中で具体的な中間操作の処理を実装する
integrate メソッドは、３つの引数を受け取る
- state は中間操作のあいだだけ保持したい情報を記録しておくためのオブジェクトで、非公開状態オブジェクト (private state object) と呼ぶ
  - 詳細は initializer メソッドを説明するところで解説
- element は中間操作への入力値で、前のストリームから渡ってきた値になる
- downstream は中間操作の結果を後続のストリームに書き出すための API を提供する
  - Gatherer.Downstream (Java SE 22 & JDK 22)
integrate メソッドは boolean を返す必要がある
- true を返した場合、ストリームの処理はそのまま続行される
- false を返した場合、ストリームの処理はその時点で中断される（これを 短絡 (Short-circuit) と呼ぶ）

後続ストリームへの値の受け渡しを制御する

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer.Integrator<Void, Integer, Integer> filterOddNumber =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((_, element, downstream) -> {
                if (element % 2 != 0) {
                    downstream.push(element);
                }
                return true;
            });

        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(Gatherer.of(filterOddNumber))
                .forEach(System.out::println);
    }
}

実行結果

1
3
5

Downstream の push メソッドを使うことで、後続のストリームに値を受け渡すことができる
push を呼ばなければ、現在の要素（element）に対応する値は次のストリームへ渡されないことになる
逆に push を複数回呼べば、１つの入力要素から複数の出力に変換するようなこともできる

短絡を制御する

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer.Integrator<Void, Integer, Integer> filter =
            Gatherer.Integrator.of((_, element, downstream) -> {
                if (element == 9) {
                    return false;
                }

                downstream.push(element);
                return true;
            });

        Stream.of(1, 2, 3, 9, 4, 5)
                .gather(Gatherer.of(filter))
                .forEach(System.out::println);
    }
}

実行結果

1
2
3

integrate メソッドが false を返すと、その時点でストリームの処理が中断される
上記例では、 9 が来たら false を返して短絡するようにしている

Integrator インスタンスの生成方法

ここまでの実装例の中で、 Integrator のインスタンスを生成するために以下の二種類のファクトリメソッドを使用した例を記載した
- ofGreedy メソッド (Javaodoc)
- of メソッド (Javadoc)

ofGreedyを使ったケース

        Gatherer.Integrator<Void, Integer, Integer> filterOddNumber =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((_, element, downstream) -> {
                if (element % 2 != 0) {
                    downstream.push(element);
                }
                return true;
            });

ofを使ったケース

        Gatherer.Integrator<Void, Integer, Integer> filter =
            Gatherer.Integrator.of((_, element, downstream) -> {
                if (element == 9) {
                    return false;
                }

                downstream.push(element);
                return true;
            });

そもそも Integrator は関数型インタフェースなので、ファクトリメソッドを使わなくてもラムダ式で直接インスタンスを生成することもできる

ラムダ式で直接生成した場合

        Gatherer.Integrator<Void, Integer, Integer> filter =
            (_, element, downstream) -> {
                if (element == 9) {
                    return false;
                }

                downstream.push(element);
                return true;
            };

関数型インタフェースを利用した場合も、機能的な差は無い
これらの生成方法の差は、 処理の最適化に関係している
ofGreedy メソッドは、短絡を行わない Integrator を生成するときに利用することで、処理を最適化できるようになっている
ofGreedy メソッドは Greedy インタフェースを実装したインスタンスを返却する
Greedy は Integrator を継承したマーカーインタフェースで、短絡を行わない Integrator であることを表している
- greedy は「貪欲」や「強欲」という意味
- 途中で短絡せずに全ての要素を処理するという意味合いから来ていると考えられる
ストリームが処理される際、 Integrator の実体が Greedy かどうかで処理が調整されるようになっている
以下は OpenJDK の実装の一部¹ を抜粋したものになる

GathererOp

    ...
    private <CA, CR> CR evaluate(...) {
        ...

        // Optimization
        final boolean greedy = integrator instanceof Integrator.Greedy<A, T, R>;

        ...
        final class Sequential implements Consumer<T>, Gatherer.Downstream<R> {
            ...

            @ForceInline
            Sequential evaluateUsing(Spliterator<T> spliterator) {
                if (greedy)
                    spliterator.forEachRemaining(this);
                else
                    do {
                    } while (proceed && spliterator.tryAdvance(this));

                return this;
            }
    ...

integrator が Greedy かどうかを判定して、結果を greedy 変数に記録している
そして greedy が true か false かで、 Spliterator をイテレートするときの処理を forEachRemaning か tryAdvance で切り分けている
forEachRemaning は残りの要素を一気にイテレートするのに対して、 tryAdvance は次の要素があるか都度確認しながらイテレートする形になる
Greedy は 短絡しない Integrator であることを表しているので、都度確認しながらイテレートする必要がなく forEachRemaning で一気にイテレートする形になっている
つまり、短絡しないことが保証されている Integrator を使うのであれば ofGreedy メソッドでインスタンスを生成した方が、より最適化された実装を選択できることになる

initializer, finisher

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.BinaryOperator;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<List<Integer>> initializer = () -> {
            System.out.println("** initializer **");
            return new ArrayList<>(List.of(0));
        };

        Gatherer.Integrator<List<Integer>, String, Integer> integrator =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((state, element, downstream) -> {
                int totalLength = state.getFirst() + element.length();
                state.set(0, totalLength);

                System.out.printf("""
                == integrator ==
                  element = %s
                  totalLength = %s
                """, element, totalLength);
                return true;
            });

        BinaryOperator<List<Integer>> combiner = Gatherer.defaultCombiner();

        BiConsumer<List<Integer>, Gatherer.Downstream<? super Integer>> finisher =
            (state, downstream) -> {
                int totalLength = state.getFirst();
                System.out.printf("""
                ++ finisher ++
                  totalLength = %s
                """, totalLength);
                downstream.push(totalLength);
            };

        int result = Stream.of("one", "two", "three", "four", "five")
                    .gather(Gatherer.of(initializer, integrator, combiner, finisher))
                    .findFirst()
                    .get();

        System.out.println("result = " + result);
    }
}

実行結果

** initializer **
== integrator ==
  element = one
  totalLength = 3
== integrator ==
  element = two
  totalLength = 6
== integrator ==
  element = three
  totalLength = 11
== integrator ==
  element = four
  totalLength = 15
== integrator ==
  element = five
  totalLength = 19
++ finisher ++
  totalLength = 19
result = 19

ここで実装している中間操作は、入力から受け取った文字列の文字数を合計して次に渡す、という実装になっている

initializerの実装

        Supplier<List<Integer>> initializer = () -> {
            System.out.println("** initializer **");
            return new ArrayList<>(List.of(0));
        };

initializer は、ストリームの処理を開始する前に一度だけ呼ばれる
initializer は、非公開状態オブジェクト(private state object) を返却するように実装する
この非公開状態オブジェクトは、 integrator の処理が呼ばれるときに毎回渡されるので、イテレートのあいだ保持しておきたい情報を格納するために利用できる
この実装では、文字数の合計を記録するために使用している

integratorの実装

        Gatherer.Integrator<List<Integer>, String, Integer> integrator =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((state, element, downstream) -> {
                int totalLength = state.getFirst() + element.length();
                state.set(0, totalLength);

                System.out.printf("""
                == integrator ==
                  element = %s
                  totalLength = %s
                """, element, totalLength);
                return true;
            });

ストリーム内の全ての要素が処理されると、最後に finisher の処理が呼ばれる
finisher には非公開状態オブジェクトと Downstream が渡されるので、必要に応じて Downstream に追加の要素を渡すことができる
この実装では、非公開状態オブジェクトに溜めていた文字数の合計を Downstream に流している

finisherの実装

        BiConsumer<List<Integer>, Gatherer.Downstream<? super Integer>> finisher =
            (state, downstream) -> {
                int totalLength = state.getFirst();
                System.out.printf("""
                ++ finisher ++
                  totalLength = %s
                """, totalLength);
                downstream.push(totalLength);
            };

なお、 combiner についてはデフォルトの Gatherer.defaultCombiner() を利用している
combiner についてはこの後で説明する

combiner (並列実行)

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.BinaryOperator;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Supplier<List<Integer>> initializer = () -> {
            print("initializer");
            return new ArrayList<>(List.of(0));
        };

        Gatherer.Integrator<List<Integer>, String, Integer> integrator =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((state, element, downstream) -> {
                int totalLength = state.getFirst() + element.length();
                state.set(0, totalLength);

                print("integrator");
                return true;
            });

        BinaryOperator<List<Integer>> combiner = (state1, state2) -> {
            int totalOfState1 = state1.getFirst();
            int totalOfState2 = state2.getFirst();
            int total = totalOfState1 + totalOfState2;

            print("combiner");
            return new ArrayList<>(List.of(total));
        };

        BiConsumer<List<Integer>, Gatherer.Downstream<? super Integer>> finisher =
            (state, downstream) -> {
                print("finisher");
                downstream.push(state.getFirst());
            };

        int result = Stream.of("one", "two", "three", "four", "five")
                    .gather(Gatherer.of(initializer, integrator, combiner, finisher))
                    .parallel()
                    .findFirst()
                    .get();

        System.out.println("result = " + result);
    }

    private static void print(String message) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": " + message);
    }
}

実行結果

ForkJoinPool.commonPool-worker-2: initializer
main: initializer
ForkJoinPool.commonPool-worker-3: initializer
ForkJoinPool.commonPool-worker-3: integrator
main: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-2: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-4: initializer
ForkJoinPool.commonPool-worker-1: initializer
ForkJoinPool.commonPool-worker-4: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-1: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-1: combiner
ForkJoinPool.commonPool-worker-4: combiner
ForkJoinPool.commonPool-worker-4: combiner
ForkJoinPool.commonPool-worker-4: combiner
main: finisher
result = 19

文字数の合計を処理するという実装は initializer, finisher の例と同じにしている
異なるのは、 combiner を実装している点と、ストリームの実行に parallel を加えて並列処理にしている点
initializer, integrator がそれぞれ異なるスレッドで並列に実行されていることがわかる
- initializer がスレッドごとに実行されているということは、非公開状態オブジェクトはスレッドごとに生成されていることが分かる
- したがって、非公開状態オブジェクトはスレッドセーフでないオブジェクトでも問題ない（スレッド間で共有されることはない）

combinerの実装

        BinaryOperator<List<Integer>> combiner = (state1, state2) -> {
            int totalOfState1 = state1.getFirst();
            int totalOfState2 = state2.getFirst();
            int total = totalOfState1 + totalOfState2;

            print("combiner");
            return new ArrayList<>(List.of(total));
        };

combiner は、ストリームが並列で実行された際に呼び出される
引数として、2つの非公開状態オブジェクトが渡される
これらは並列実行された各スレッドによって処理された非公開状態オブジェクトであり、必要に応じて1つの非公開状態オブジェクトに統合して返却するように実装する

of と ofSequential

Gatherer インタフェースには、 Gatherer インスタンスを生成するためのファクトリメソッドが大きく2種類用意されている
- of メソッド
- ofSequential メソッド
一見すると、いずれも integrator を受け取って Gatherer を返しているのは同じで違いが無いように見える
これらは、ストリームを並列にして実行すると違いがわかる

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer.Integrator<Void, Integer, Integer> integrator =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((_, element, downstream) -> {
                downstream.push(element);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": integrator");
                return true;
            });

        Gatherer<Integer, Void, Integer> gatherer
            = Gatherer.of(integrator);
        Gatherer<Integer, Void, Integer> sequentialGatherer
            = Gatherer.ofSequential(integrator);

        System.out.println("[gatherer]");
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
            .parallel()
            .gather(gatherer)
            .forEach(_ -> {});

        System.out.println("[sequentialGatherer]");
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
            .parallel()
            .gather(sequentialGatherer)
            .forEach(_ -> {});
    }
}

同じ Integrator を元に、 of と ofSequential の2つで Gatherer インスタンスを生成し、同じ内容の Stream にそれぞれ適用して並列で起動している

実行結果

[gatherer]
ForkJoinPool.commonPool-worker-4: integrator
main: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-2: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-1: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-3: integrator

[sequentialGatherer]
ForkJoinPool.commonPool-worker-5: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-5: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-5: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-5: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-5: integrator

of で生成した方は、 Integrator の処理が異なるスレッドで実行されている
一方で、 ofSequential で生成した Integrator は、全て同じスレッドで実行されている
ofSequential で生成された Gatherer はシーケンシャルな Gathererと判断され、ストリームを並列実行しても単一のスレッドでしか実行されないようになっている
したがって、マルチスレッドで実行されても問題ない Gatherer を作りたい場合は of メソッドでインスタンスを生成しておく必要がある
- 間違えて ofSequential で生成すると、実装上は並列実行になっていても実際には単一スレッドで実行されるようなことになりかねない
逆にマルチスレッドでの実行は想定していない Gatherer を用意する場合は、 ofSequential メソッドでインスタンスを生成しておかないといけない

ラムダ式で Gatherer を生成するとシーケンシャルな Gatherer になる

ところで Gatherer インタフェースは抽象メソッドが integrator の1つだけなので、関数型インタフェースとなっている
したがって、 Gatherer のインスタンスはラムダ式で生成することでもきる

Gathererをラムダ式で生成した場合

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer.Integrator<Void, Integer, Integer> integrator =
            Gatherer.Integrator.ofGreedy((_, element, downstream) -> {
                downstream.push(element);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ": integrator");
                return true;
            });

        Gatherer<Integer, Void, Integer> gatherer = () -> integrator;

        System.out.println("[gatherer]");
        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
            .parallel()
            .gather(gatherer)
            .forEach(_ -> {});
    }
}

of および ofSequential を使わずに、ラムダ式だけで Gatherer インスタンスを生成している
このラムダ式で生成した Gatherer を使ってストリームを並列で起動している

実行結果

ForkJoinPool.commonPool-worker-2: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-2: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-2: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-2: integrator
ForkJoinPool.commonPool-worker-2: integrator

ラムダ式だけで生成した Gatherer を使うと、ストリームを並列実行しても単一スレッドで実行されてしまう
つまり、シーケンシャルな Gatherer となっている
Gatherer の Javadoc には以下のように書かれている

コンビナがdefaultCombiner()であるGatherersは、順次しか評価できません。
https://docs.oracle.com/javase/jp/22/docs/api/java.base/java/util/stream/Gatherer.html

Gatherer の combiner メソッドはデフォルト実装が提供されており defaultCombiner() の結果を返すように実装されている
したがって、ラムダ式で生成した Gatherer の combiner は defaultCombiner() と同じモノを返すことになり、順次しか評価できない＝シーケンシャルな Gatherer として扱われることになる
このため、並列処理されると困るような実装でない限り、 Gatherer のインスタンスは of メソッドで生成しておくのが無難と考えられる
- ラムダ式で生成していると並列で実行しても単一スレッドでしか動かず、パフォーマンスがよくならない可能性がある

組み込みの Gatherer

Gatherers というクラスに、組み込みの Gatherer を返すメソッドがいくつか用意されている。

fold

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Gatherers;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer<Integer, ?, String> fold =
            Gatherers.fold(() -> "@", (state, element) -> state + element);

        String result = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(fold)
                .findFirst()
                .get();

        System.out.println("result = " + result);
    }
}

実行結果

result = @12345

fold メソッドを使用すると、ストリームの各要素を単一の結果にまとめる（畳みこむ）処理を実装できる
fold は「畳みこむ」という意味
fold メソッドの第一引数には、畳み込み処理の初期値を返す関数を渡す
第二引数は、畳み込み後の値と現在の要素が渡されるので、畳み込み後の値を返すように実装した関数を渡す

mapConcurrent

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Gatherers;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer<Integer, ?, String> mapConcurrent
            = Gatherers.mapConcurrent(3, element -> {
                Thread thread = Thread.currentThread();
                System.out.printf("""
                id=%s, isVirtual=%s
                """, thread.threadId(), thread.isVirtual());
                return "[" + element + "]";
            });

        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(mapConcurrent)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

実行結果

id=30, isVirtual=true
id=32, isVirtual=true
id=34, isVirtual=true
[1]
[2]
[3]
id=38, isVirtual=true
id=37, isVirtual=true
[4]
[5]

mapConcurrent メソッドを使用すると、変換を仮装スレッドで行う Gatherer を生成できる
第一引数には同時実行数を渡し、第二引数には変換処理を渡す
ストリームの順序は保存（維持）される

scan

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Gatherers;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer<Integer, ?, String> fold =
                Gatherers.scan(() -> "@", (state, element) -> state + element);

        Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(fold)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

実行結果

@1
@12
@123
@1234
@12345

fold は結果を1つに畳み込んでいたのに対して、 scan メソッドは結果を蓄積しつつ、各イテレートの結果はそのまま次のストリームに渡される

windowFixed

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.List;
import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Gatherers;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer<Integer, ?, List<Integer>> windowFixed
            = Gatherers.windowFixed(2);

        List<List<Integer>> result = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(windowFixed)
                .toList();

        System.out.println("result = " + result);
    }
}

実行結果

result = [[1, 2], [3, 4], [5]]

windowFixed メソッドを使うと、各要素を指定された要素数の List で切り分けることができる

windowSliding

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.List;
import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Gatherers;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer<Integer, ?, List<Integer>> windowFixed
            = Gatherers.windowSliding(3);

        List<List<Integer>> result = Stream.of(1, 2, 3, 4, 5)
                .gather(windowFixed)
                .toList();

        System.out.println("result = " + result);
    }
}

実行結果

result = [[1, 2, 3], [2, 3, 4], [3, 4, 5]]

windowSliding メソッドを使用すると、各要素を指定された要素数の List で切り分けることができる
このとき、切り分けられた各 List の中身は、1つずつスライドするように格納される

Gatherer の連結

Main.java

package sandbox.gatherer;

import java.util.stream.Gatherer;
import java.util.stream.Stream;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Gatherer<String, Void, String> toUpperCase
            = Gatherer.of((_, element, downstream) -> {
                downstream.push(element.toUpperCase());
                return true;
            });
        Gatherer<String, Void, String> wrapWithParentheses
            = Gatherer.of((_, element, downstream) -> {
                downstream.push("(" + element + ")");
                return true;
            });

        Gatherer<String, ?, String> gatherer = toUpperCase.andThen(wrapWithParentheses);

        Stream.of("one", "two", "three")
                .gather(gatherer)
                .forEach(System.out::println);
    }
}

入力値を大文字に変換する Gatherer と括弧で囲う Gatherer を用意して、 andThen で連結してから利用している

実行結果

(ONE)
(TWO)
(THREE)

Gatherer は andThen であらかじめ連結しておくことができる

参考

jdk/src/java.base/share/classes/java/util/stream/GathererOp.java at jdk-25+0 · openjdk/jdk ↩

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Day 19

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