javaで複数の変数でgroup byしてリストにする方法について

Question

javaで複数の変数でgroup byをして、マージされた数値型のデータをsumし、list型にしてデータを抽出したいです。
短く綺麗に書ける方法があれば教えていただきたいです。

-Item class

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;

@Data
@AllArgsConstructor
public class Item {
    private String orderId;
    private String itemId;
    private String itemName;
    private String itemGenre;
    private Integer number;

}

以下のデータを用意した時、

final ArrayList<Item> items = new ArrayList<>();
   items.add(new Item("00-82-947", "8810", "item name1", "01", 1));
   items.add(new Item("00-82-952", "8810", "item name1", "01", 2));
   items.add(new Item("00-91-135", "8315", "item name2", "02", 3));
   items.add(new Item("00-91-140", "8315", "item name3", "02", 4));

   // TODO データ抽出処理...(itemId, itemName, itemGenreが同じデータがある場合、numberを合計してマージする)
   // list型
   System.out.println(items);

以下の結果になるようにデータを抽出したいです。
orderIdが"00-82-952"と"00-82-947"のデータはitemId, itemName, itemGenreが同じなのでgroup byされ、numberがsumされ3(=1+2)になります。またSQLでgroup byするときと同じように、key(ここではorderId)が小さい方を残したいです。この例だとorderIdが"00-82-952"と"00-82-947"のデータレコードがgroup byされて、"00-82-947"が残ります。

[Item(orderId=00-82-947, itemId=8810, itemName=item name1, itemGenre=01, number=3), 
Item(orderId=00-91-135, itemId=8315, itemName=item name2, itemGenre=02, number=3), 
Item(orderId=00-91-140, itemId=8315, itemName=item name3, itemGenre=02, number=4)]

やりたいことはSQLで表現すると以下になります。

select orderId, itemId, itemName, itemGenre, sum(number) as number
from item
group by itemId, itemName, itemGenre;

調べたところ以下の方法のようにDtoにequalsとhasCodeをオーバーライドしてgroup byしたい変数を追加すれば実現できますが、
これだとgroup by以外の変数がnullになってしまい(今回だとorderId)、orderIdをsetする処理を書く必要があります。
http://codestudyblog.com/questions/sf/0421195604.html

users.stream()
.collect(Collectors
.groupingBy(user -> new User(user.name, user.phone, user.address), 
      Collectors.summarizingLong(user -> user.scope))
      ).forEach((k,v) -> {
              k.scope = v.getSum();
              System.out.println(k);
           });

また以下のようにCollectors.groupingByを使ってMapにすることで実現できそうですが、今回はgroup byの条件が３項目なので、Mapが3つできてしまい、listにするのにコードが長くなってしまいます。
https://stackoverflow.com/questions/28342814/group-by-multiple-field-names-in-java-8

Map<String, Map<Integer, List<Person>>> map = people
    .collect(Collectors.groupingBy(Person::getName,
        Collectors.groupingBy(Person::getAge));

Answer 1

Collectorsの利用

ここでやりたいこと。

• 指定したキーでItemを分類する
• 分類した複数の Itemの項目を集計する

分類には Collectors#groupingByを一度だけ使う。集計にはダウンストリームCollectorsとしてCollectors#reducingを使う。Itemのインスタンスを合計レコードとして使う。これが構想です。

説明のため、以下のコードはlombokを前提にせず、Itemのフィールドに直接アクセスしています。集計処理で、Itemのインスタンスを毎回作るのはイミュータブルなItemを想定しているから。

import java.util.TreeMap;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;

public class q358951 {

  public static void main(String[] args) {
    var list = Stream.of(
          new Item("00-82-947", "8810", "item name1", "01", 1), 
          new Item("00-82-952", "8810", "item name1", "01", 2),
          new Item("00-91-135", "8315", "item name2", "02", 3), 
          new Item("00-91-140", "8315", "item name3", "02", 4)
        ).collect(
          Collectors.groupingBy(
            i -> i.itemId + i.itemName + i.itemGenre, // 各項目の文字列の長さが揃っていること
            TreeMap::new,
            Collectors.reducing(
              new Item("99-99-999", "", "", "", 0), // 集計レコードの初期値,集計レコードを別クラスにすることも考えられる
              (a, i) -> {
                return new Item( // 集計作業
                  (a.orderId.compareTo(i.orderId) > 0) ? i.orderId : a.orderId, 
                   i.itemId, 
                   i.itemName,
                   i.itemGenre, 
                   a.number + i.number); // 集計値があふれないこと。
                }
              )
           )
        ).values().stream().toList();
    list.forEach(System.out::println);
  }
}

プログラムが動作するための条件です。

• 分類キーの各項目の長さが揃っていること(TreeMapを使うため)
• numberはint型。集計結果が桁溢れしないこと

Tupple

桁溢れする場合は専用の集計レコードを用意する必要があります。タプルが使える言語(Scala,Kotlin)なら、次と同等なタプルをクラスを定義せずに使えます。タプルの_2を集計に使います。

public class Tuple<T,U> {
  T _1;
  U _2;
  public Tuple(T _1, U _2) {
    this._1 = _1;
    this._2 = _2;
  }
}

Tuple<Item,Long> sum = new Tuple(new Item("99-999-999","","","",0),0l);

Tuppleを使う3引数のCollectors#reducing

Collectors.reducing(
  new Tuple<Item,Long>(new Item("99-99-999", "", "", "", 0), 0l),
  x -> new Tuple<>(x, (long)x.number),
  (a, i) -> new Tuple<>((a._1.orderId.compareTo(i._1.orderId) > 0) ? i._1: a._1, a._2 + i._2)
)

SQL の group by

SQL標準では、group by のselect 項目に、グルービング項目と集計関数以外の項目、この場合はorderId、は指定できません。データベース製品の機能拡張になります。MySQLだと、SQL-MODEに標準準拠を指定するとエラーになります。

Comments

[xebme]

Collectors#reducingがあれば、他のCollectros機能は自作できます。引数3つの Collectors#reducingを使ってgroupingByを自作してください。自作することで理解が進みます。

[xebme]

↑これは3引数のStrem#collectの間違い。
Tupleを使う3引数のCollectors#reducingの例が必要なので、追記します。

[WalterMontes]

ご丁寧な解説ありがとうございます。タプルやCollectors.groupingByの部分をしっかり理解するために実際に書いて確認してみます、