如何查找两个列表之间的差异?

1. 概述

查找相同数据类型的对象集合之间的差异是一项常见的编程任务。举个例子，假设我们有一份申请考试的学生名单和另一份通过考试的学生名单。这两张名单的区别会告诉我们那些没有通过考试的学生。

在Java中，List API 中没有显式的方法来查找两个列表之间的差异，尽管有一些helper方法非常接近。

在本篇文章中，我们将了解如何找出两个列表之间的差异。我们将尝试几种不同的方法，包括普通的Java(有和没有Streams)，以及使用第三方库，如Guava和Apache Commons Collections。

2. 测试设置

首先定义两个列表，我们将用它们来测试示例：

public class FindDifferencesBetweenListsUnitTest { 
  
    private static final List listOne = Arrays.asList("Jack", "Tom", "Sam", "John", "James", "Jack"); 
    private static final List listTwo = Arrays.asList("Jack", "Daniel", "Sam", "Alan", "James", "George"); 
  
} 

3. 使用 Java List API

我们可以创建一个列表的副本，然后使用List 的方法removeAll() ，删除与另一个相同的所有元素：

List differences = new ArrayList<>(listOne); 
differences.removeAll(listTwo); 
assertEquals(2, differences.size()); 
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John"); 

让我们把这个颠倒过来，从另一个角度找出差异：

List differences = new ArrayList<>(listTwo); 
differences.removeAll(listOne); 
assertEquals(3, differences.size()); 
assertThat(differences).containsExactly("Daniel", "Alan", "George"); 

我们还应该注意到，如果我们想找到两个列表之间的公共元素，List 还有一个 retainal 方法。

4. 使用 Streams API

Java Stream API 可用于对集合中的数据执行顺序操作，包括过滤列表之间的差异：

List differences = listOne.stream() 
            .filter(element -> !listTwo.contains(element)) 
            .collect(Collectors.toList()); 
assertEquals(2, differences.size()); 
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John"); 

与第一个示例一样，我们可以切换列表的顺序，以从第二个列表中找到不同的元素：

List differences = listTwo.stream() 
            .filter(element -> !listOne.contains(element)) 
            .collect(Collectors.toList()); 
assertEquals(3, differences.size()); 
assertThat(differences).containsExactly("Daniel", "Alan", "George"); 

注意 List.contains() 对于较大的列表来说，可能是一项成本高昂的操作。

5. 使用第三方库

5.1. 使用Google Guava

Guava 包含 Sets.difference 方法, 但要使用它，我们需要先将列表转换为集合：

List differences = new ArrayList<>(Sets.difference(Sets.newHashSet(listOne), Sets.newHashSet(listTwo))); 
assertEquals(2, differences.size()); 
assertThat(differences).containsExactlyInAnyOrder("Tom", "John"); 

注意，将 列表 转换为 集合 会产生重复数据消除和重新排序的效果。

5.2. 使用 Apache Commons Collections

Apache Commons Collections中的 CollectionUtils 包含 removeAll 方法.

该方法类似于List.removeAll()，同时也为结果创建一个新的集合:

List differences = new ArrayList<>((CollectionUtils.removeAll(listOne, listTwo))); 
assertEquals(2, differences.size()); 
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John"); 

6. 处理重复值

现在让我们看看当两个列表包含重复值时的差异。

为了实现这一点，我们需要从第一个列表中删除重复的元素，精确到它们包含在第二个列表中的次数

在我们的示例中，“Jack”值在第一个列表中出现两次，在第二个列表中仅出现一次：

List differences = new ArrayList<>(listOne); 
listTwo.forEach(differences::remove); 
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John", "Jack"); 

我们也可以使用Apache Commons Collections中的subtract方法来实现：

List differences = new ArrayList<>(CollectionUtils.subtract(listOne, listTwo)); 
assertEquals(3, differences.size()); 
assertThat(differences).containsExactly("Tom", "John", "Jack"); 

7. 结论

在本文中，我们探讨了几种查找列表之间差异的方法。

在这些示例中，我们介绍了一个基本的Java解决方案，一个使用StreamsAPI的解决方案，以及Google Guava和Apache Commons Collections等第三方库，以及了解了如何处理重复值。

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