map()与flatMap()的区别

2. 1. 概述

map() 和 flatMap() 这两个 API 源自函数式编程语言。在 Java 8 中，我们可以在 Optional、Stream 和 CompletableFuture（虽然名称略有不同）中找到它们。

• Stream 表示对象序列
• Optional 表示可能存在或缺失的值类

两者都提供了 map() 和 flatMap() 方法作为聚合操作的一部分。尽管返回类型相似，但它们的行为差异显著。下面通过分析 Stream 和 Optional 的示例来解释这些区别。

2. 2. Optional中的map和flatMap

当函数返回我们需要的精确类型时，map() 方法在 Optional 中表现良好：

Optional<String> s = Optional.of("test");
assertEquals(Optional.of("TEST"), s.map(String::toUpperCase));

但在更复杂的场景中，如果函数也返回 Optional，使用 map() 会导致嵌套结构——因为 map() 内部会进行额外包装：

assertEquals(Optional.of(Optional.of("STRING")), 
  Optional
  .of("string")
  .map(s -> Optional.of("STRING")));

✅ 结果：得到嵌套的 Optional<Optional<String>>
❌ 问题：结构臃肿且未增强空安全性

这种嵌套结构虽然可用，但操作繁琐且没有额外价值。此时 flatMap() 就派上用场了：

assertEquals(Optional.of("STRING"), Optional
  .of("string")
  .flatMap(s -> Optional.of("STRING")));

⚠️ 核心区别：flatMap() 会自动解包嵌套的 Optional，保持扁平结构。

2. 3. Stream中的map和flatMap

两者在 Stream 中的行为逻辑与 Optional 类似：

• map()：将结果包装成新的 Stream
• flatMap()：避免产生嵌套的 Stream<Stream<R>> 结构

简单场景下 map() 表现良好：

List<String> myList = Stream.of("a", "b")
  .map(String::toUpperCase)
  .collect(Collectors.toList());
assertEquals(asList("A", "B"), myList);

但当输入是嵌套结构（如列表的列表）时，map() 就不够用了：

List<List<String>> list = Arrays.asList(
  Arrays.asList("a"),
  Arrays.asList("b"));
System.out.println(list); // 输出: [[a], [b]]

此时 flatMap() 能轻松解决嵌套问题：

System.out.println(list
  .stream()
  .flatMap(Collection::stream)
  .collect(Collectors.toList())); // 输出: [a, b]

✅ 关键机制：

1. flatMap() 先将输入的 Stream<Stream<T>> 扁平化为 Stream<T>
2. 再应用类似 map() 的转换逻辑

2. 4. 总结

Java 8 引入的 map() 和 flatMap() 继承自函数式编程思想，可在 Stream 和 Optional 上调用。它们通过应用映射函数帮助获取转换后的对象，但需注意：

场景	map()	flatMap()
Optional嵌套	❌ 产生 Optional<Optional<T>>	✅ 自动解包保持扁平
Stream嵌套	❌ 产生 Stream<Stream<T>>	✅ 自动扁平化
简单转换	✅ 直接使用	⚠️ 过度设计

踩坑提醒：在处理可能产生嵌套结构的场景时，优先考虑 flatMap()，避免后续手动解包的麻烦。

本文示例代码可在 GitHub 获取。