Java自動生成趨勢比對資料的方法分享

2023-04-08 06:01:34

背景

資料之間兩兩趨勢比較在資料分析應用中是非常常見的應用場景，如下所示：

模擬考批次	班級	學生	語文	數學	英語
202302	三年一班	張小明	130	145	133
202302	三年一班	王二小	128	138	140
202302	三年一班	謝春花	136	142	139
202301	三年一班	張小明	132	140	128
202301	三年一班	王二小	125	146	142
202301	三年一班	謝春花	138	143	140
202212	三年一班	張小明	135	138	120
202212	三年一班	王二小	123	145	138
202212	三年一班	謝春花	136	140	142

現在有一個需求：各班級的每個學生在不同考試批次的各學科成績的進退步情況，得出資料如下

模擬考批次	班級	學生	語文	數學	英語
202302與202301對比	三年一班	張小明	-2	5	5
202302與202301對比	三年一班	王二小	3	-8	-2
202302與202301對比	三年一班	謝春花	-2	-1	-1
202301與202212對比	三年一班	張小明	-3	2	8
202301與202212對比	三年一班	王二小	2	1	4
202301與202212對比	三年一班	謝春花	2	3	-2

詳細設計及實現

趨勢比對定義類 TrendCompare

public class TrendCompare {
    /**
     * 主體的欄位列表（如三年一班的張小明，那麼主體欄位列表為 班級 + 學生姓名）
     */
    private String[] subjectFields;
    /**
     * 在某個欄位的（介詞） 如三年一班張曉明在不同考試批次的成績對比結果
     */
    private String atField;

    /**
     * 參與趨勢比較的欄位集合
     */
    private String[] compareFields;

    /**
     * 賦值對映集合：給結果資料中指定的key設定指定的值
     */
    private Map<String, String> assignValMap;

    public String[] subjectFields() {
        return this.subjectFields;
    }

    public TrendCompare subjectFields(String... fields) {
        this.subjectFields = fields;
        return this;
    }

    public String atField() {
        return this.atField;
    }

    public TrendCompare atField(String field) {
        this.atField = field;
        return this;
    }

    public String[] compareFields() {
        return this.compareFields;
    }

    public TrendCompare compareFields(String... fields) {
        this.compareFields = fields;
        return this;
    }

    /**
     * 賦值操作
     *
     * @param field
     * @param valueEL 值表示式
     * @return
     */
    public TrendCompare assignVal(String field, String valueEL) {
        if (assignValMap == null) {
            assignValMap = new HashMap<>();
        }
        assignValMap.put(field, valueEL);
        return this;
    }

    public Map<String, String> assignValMap() {
        return this.assignValMap;
    }
}

該類定義瞭如下屬性：

主體的欄位列表
介詞欄位
比對的欄位列表

如：各班級的每個學生在不同考試批次的各學科成績的進退步情況

上面的需求對映到定義類的結果如下：

主體的欄位列表（班級、學生）
介詞欄位（考試批次）
比對的欄位列表（各學科：語文、數學、英語）

趨勢比對執行類

該類提供了一個供外部呼叫的方法如下

public static <T> List<T> compare(List<T> dataList, TrendCompare trendCompare) {
    Map<String, List<T>> groupMap = group(dataList, null, trendCompare.subjectFields());
    List<T> resultList = new ArrayList<>();
    for (List<T> groupDataList : groupMap.values()) {
        List<T> diffValueList = new ArrayList<>();
        int size = groupDataList.size();
        if (size > 1) {
            for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
                //資料之間兩兩比較 diffValue = minuend - subtrahend
                T minuend = groupDataList.get(i);
                T subtrahend = groupDataList.get(i + 1);
                T diffValue = minus(trendCompare.compareFields(), minuend, subtrahend);
                //設定主體資訊
                if (trendCompare.subjectFields() != null) {
                    for (String subjectField : trendCompare.subjectFields()) {
                        setFieldValue(diffValue, subjectField, getFieldValue(minuend, subjectField));
                    }
                }
                //設定介詞欄位資訊
                String atField = trendCompare.atField();
                if (StringUtils.isNotEmpty(atField)) {
                    setFieldValue(diffValue, atField, getFieldValue(minuend, atField) + "與" + getFieldValue(subtrahend, atField) + "對比增減");
                }
                diffValueList.add(diffValue);
            }
        }
        if (diffValueList.size() > 0) {
            T firstData = groupDataList.get(0);
            Map<String, Object> valMap = new HashMap<>();
            //指定的賦值集合進行賦值
            if (trendCompare.assignValMap() != null) {
                for (Map.Entry<String, String> stringStringEntry : trendCompare.assignValMap().entrySet()) {
                    String field = stringStringEntry.getKey();
                    if (!StringUtils.equalsAny(field, trendCompare.compareFields())) {
                        String valueEL = stringStringEntry.getValue();
                        valMap.put(field, executeSpEL(valueEL, firstData));
                    }
                }
            }
            for (Map.Entry<String, Object> entry : valMap.entrySet()) {
                for (T diffValue : diffValueList) {
                    setFieldValue(diffValue, entry.getKey(), entry.getValue());
                }
            }
        }
        resultList.addAll(diffValueList);
    }
    return resultList;
}

可以看到，該方法要求傳入

資料集合
趨勢比對定義

兩個引數，並最終返回趨勢比對後的結果集合。

該方法的內部邏輯可分為如下2個步驟：

按主體分組
分組後組內資料兩兩比對，並最終返回比對結果。

使用案例

假設有如下這樣一組資料

定義一個學生類：

public class Student {
    private String batch;
    private String banji;
    private String studentNo;
    private String name;
    private String sex;
    private Double yuwen;
    private Double math;
    private Double english;
    private Double physics;
    //extra
    private String maxScoreName1;
    public Student(String batch, String banji, String studentNo, String name, String sex, Double yuwen, Double math, Double english, Double physics) {
        this.batch = batch;
        this.banji = banji;
        this.studentNo = studentNo;
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.yuwen = yuwen;
        this.math = math;
        this.english = english;
        this.physics = physics;
    }
}

我們寫一個方法，返回如上資料：

public List<Student> getDataList() {
    List<Student> dataList = new ArrayList<>();
    dataList.add(new Student("202302", "三年一班", "20001001", "張小明", "男", 130.0, 145.0, 133.0, 92.0));
    dataList.add(new Student("202302", "三年一班", "20001002", "王二小", "男", 128.0, 138.0, 140.0, 98.0));
    dataList.add(new Student("202302", "三年一班", "20001003", "謝春花", "女", 136.0, 142.0, 139.0, 95.0));
    dataList.add(new Student("202302", "三年二班", "20002001", "馮世傑", "男", 129.0, 144.0, 138.0, 96.0));
    dataList.add(new Student("202302", "三年二班", "20002002", "馬功成", "男", 130.0, 132.0, 133.0, 98.0));
    dataList.add(new Student("202302", "三年二班", "20002003", "魏翩翩", "女", 136.0, 142.0, 137.0, 92.0));
    dataList.add(new Student("202301", "三年一班", "20001001", "張小明", "男", 132.0, 142.0, 134.0, 92.0));
    dataList.add(new Student("202301", "三年一班", "20001002", "王二小", "男", 126.0, 136.0, 135.0, 94.0));
    dataList.add(new Student("202301", "三年一班", "20001003", "謝春花", "女", 136.0, 145.0, 139.0, 95.0));
    dataList.add(new Student("202301", "三年二班", "20002001", "馮世傑", "男", 124.0, 143.0, 148.0, 90.0));
    dataList.add(new Student("202301", "三年二班", "20002002", "馬功成", "男", 140.0, 133.0, 138.0, 90.0));
    dataList.add(new Student("202301", "三年二班", "20002003", "魏翩翩", "女", 126.0, 136.0, 135.0, 92.0));
    return dataList;
}

趨勢比對定義並執行比對：

List<Student> dataList = getDataList();
TrendCompare trendCompare = new TrendCompare()
        .subjectFields("banji", "name")
        .atField("batch")
        .compareFields("yuwen", "math", "english")
        //.assignVal("batch", "'環比增減'")
        ;
List<Student> resultList = DataProcessUtil.compare(dataList, trendCompare);
for (Student result : resultList) {
    System.out.println(JSON.toJSONString(result));
}

結果如下：

{"banji":"三年一班","batch":"202302與202301對比增減","english":-1.0,"math":3.0,"name":"張小明","yuwen":-2.0}
{"banji":"三年一班","batch":"202302與202301對比增減","english":5.0,"math":2.0,"name":"王二小","yuwen":2.0}
{"banji":"三年一班","batch":"202302與202301對比增減","english":0.0,"math":-3.0,"name":"謝春花","yuwen":0.0}
{"banji":"三年二班","batch":"202302與202301對比增減","english":-10.0,"math":1.0,"name":"馮世傑","yuwen":5.0}
{"banji":"三年二班","batch":"202302與202301對比增減","english":-5.0,"math":-1.0,"name":"馬功成","yuwen":-10.0}
{"banji":"三年二班","batch":"202302與202301對比增減","english":2.0,"math":6.0,"name":"魏翩翩","yuwen":10.0}

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詳細設計及實現

趨勢比對定義類 TrendCompare

趨勢比對執行類

使用案例

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