流状态计算：累积总和

Question

假设我有一个 Java IntStream，是否可以将它转换为具有累积总和的 IntStream？ 例如，以 [4, 2, 6, ...] 开头的流应该转换为 [4, 6, 12, ...]。

更一般地说，应该如何实现有状态的流操作？ 感觉这应该是可能的：

myIntStream.map(new Function<Integer, Integer> {
    int sum = 0; 
    Integer apply(Integer value){ 
        return sum += value; 
    }
);

明显的限制是这仅适用于顺序流。 然而，Stream.map 明确地需要一个无状态的映射函数。 我是不是错过了 Stream.statefulMap 或 Stream.cumulative 操作，还是错过了 Java 流的重点？

例如与 Haskell 进行比较，其中 scanl1 函数正好解决了这个例子：

scanl1 (+) [1 2 3 4] = [1 3 6 10]

Answer 1

你可以用原子序数来做到这一点。 例如：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.LongStream;

public class Accumulator {
    public static LongStream toCumulativeSumStream(IntStream ints){
        AtomicLong sum = new AtomicLong(0);
        return ints.sequential().mapToLong(sum::addAndGet);
    }

    public static void main(String[] args){
        LongStream sums = Accumulator.toCumulativeSumStream(IntStream.range(1, 5));
        sums.forEachOrdered(System.out::println);
    }
}

这输出：

1
3
6
10

我使用 Long 来存储总和，因为两个整数加起来完全有可能超过Integer.MAX_VALUE ，并且 long 溢出的可能性较小。

Answer 2

可以使用一个收集器来创建一个新的流：

class Accumulator {
    public static void accept(List<Integer> list, Integer value) {
        list.add(value + (list.isEmpty() ? 0 : list.get(list.size() - 1)));
    }

    public static List<Integer> combine(List<Integer> list1, List<Integer> list2) {
        int total = list1.get(list1.size() - 1);
        list2.stream().map(n -> n + total).forEach(list1::add);
        return list1;
    }
}

这用作：

myIntStream.parallel()
    .collect(ArrayList<Integer>::new, Accumulator::accept, Accumulator::combine)
    .stream();

希望您能看到这个收集器的重要属性是，即使流是并行的，因为Accumulator实例组合在一起，它也会调整总数。

这显然不如 map 操作有效，因为它收集整个流，然后生成一个新的流。 但这不仅仅是一个实现细节：它是流旨在潜在并发处理这一事实的必要功能。

我已经用IntStream.range(0, 10000).parallel()对其进行了测试，它运行正常。