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如何在Java8项目中使用Map接口

发布时间:2022-09-27 11:08:54

这篇文章将为大家详细讲解有关如何在Java8项目中使用Map接口,文章内容质量较高,因此小编分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后对相关知识有一定的了解。

需求:给定一个 List<String>

,统计每个元素出现的所有位置。

比如,给定 list: ["a", "b", "b", "c", "c", "c", "d", "d", "d", "f", "f", "g"] ,那么应该返回:

a : [0] b : [1, 2] c : [3, 4, 5] d : [6, 7, 8] f : [9, 10] g : [11]

很明显,我们很适合使用 Map 来完成这件事情:

public static Map<String, List<Integer>> getElementPositions(List<String> list) {
  Map<String, List<Integer>> positionsMap = new HashMap<>();
  for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String str = list.get(i);
    List<Integer> positions = positionsMap.get(str);
    if (positions == null) { // 如果 positionsMap 还不存在 str 这个键及其对应的 List<Integer>
      positions = new ArrayList<>(1);
      positionsMap.put(str, positions); // 将 str 及其对应的 positions 放入 positionsMap
    }
    positions.add(i); // 将索引加入 str 相关联的 List<Integer> 中
  }
  return positionsMap;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
  List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "b", "c", "c", "c", "d", "d", "d", "f", "f", "g");
  System.out.println("使用 Java8 之前的 API:");
  Map<String, List<Integer>> elementPositions = getElementPositions(list);
  System.out.println(elementPositions);
}

运行结果:

如何在Java8项目中使用Map接口 

Java8 时, Map<K, V> 接口添加了一个新的方法, putIfAbsent(K key, V value) ,功能是: 如果当前 Map 不存在键 key 或者该 key 关联的值为 null ,那么就执行 put(key, value) ;否则,便不执行 put 操作。该方法等价于如下代码:

如何在Java8项目中使用Map接口 

(题外话: putIfAbsent 方法与 put 方法一样,返回的是方法调用之前与参数 key 相关联的 value )

使用 putIfAbsent 修改 getElementPositions 方法:

public static Map<String, List<Integer>> getElementPositions(List<String> list) {
  Map<String, List<Integer>> positionsMap = new HashMap<>();
  for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    String str = list.get(i);
    positionsMap.putIfAbsent(str, new ArrayList<>(1)); // 如果 positionsMap 不存在键 str 或者 str 关联的 List<Integer> 为 null,那么就会进行 put;否则不执行 put
    positionsMap.get(str).add(i);
  }
  return positionsMap;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
  List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "b", "c", "c", "c", "d", "d", "d", "f", "f", "g");
  System.out.println("使用 putIfAbsent:");
  Map<String, List<Integer>> elementPositions = getElementPositions(list);
  System.out.println(elementPositions);
}

运行结果:

如何在Java8项目中使用Map接口 

可以看到使用 putIfAbsent 之后的 getElementPositions 简洁了一点,那还能更简洁吗?

查看 Map 接口的方法,可以发现在 JDK1.8 时,还添加了如下两个方法:

如何在Java8项目中使用Map接口 

查看 compute 方法的 API 文档,可以发现 compute 方法与如下代码等价

V oldValue = map.get(key);
 V newValue = remappingFunction.apply(key, oldValue);
 if (oldValue != null ) {
  if (newValue != null)
    map.put(key, newValue);
  else
    map.remove(key);
 } else { // 即 原来的 key 不存在 Map 中或该 key 关联的 value 为 null
  if (newValue != null)
    map.put(key, newValue);
  else
    return null;
 }

compute 方法和原来 put 方法的区别在于:

put(K key, V value) 方法,如果 key 在 Map 中不存在,那么直接加入;如果已经存在,那么使用新的 value 替换旧的 value ;

compute(K key, BiFunction remappingFunction) 方法可以通过一个 BiFunction 来计算出新的 value , BiFunction 的参数为旧的 key 和 value ,返回计算出新的 value —— 与 put 方法不同, compute 方法返回的会是最新的与 key 相关联的 value ,而不是旧的 value 。 所以可以使用 compute 方法改写 getElementPositions 如下:

public static Map<String, List<Integer>> getElementPositions(List<String> list) {
  Map<String, List<Integer>> positionsMap = new HashMap<>();
  for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    positionsMap.compute(list.get(i), (k, v) -> v == null ? new ArrayList<>(1) : v).add(i);
  }
  return positionsMap;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
  List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "b", "c", "c", "c", "d", "d", "d", "f", "f", "g");
  System.out.println("使用 compute:");
  Map<String, List<Integer>> elementPositions = getElementPositions(list);
  System.out.println(elementPositions);
}

(k, v) -> v == null ? new ArrayList<>(1) : v 即 如果当前的 value 为 null ,那么 该 BiFunction 的返回值为 new ArrayList<>(1) ;如果不为 null ,那么返回值便是本身。而且因为 compute 方法会返回新的 value —— 此时便是与 list.get(i) (key) 相关联的 ArrayList —— 所以我们可以直接调用其 add 方法。

运行结果:

如何在Java8项目中使用Map接口 

很棒~ 还能更简洁吗? 我们再看看 computeIfAbsent 方法: computeIfAbsent 和 compute 的关系,就类似于 putIfAbsent 和 put 的关系: computeIfAbsent 在 key 不在 Map 中或者与 key 相关联的 value 为 null 时,才执行通过函数计算新 value 的操作,否则不执行; computeIfAbsent 的返回值也是与 key 相关联的最新的 value 。其默认实现如下:

如何在Java8项目中使用Map接口 

与 compute 不同, computeIfAbsent 接受的函数操作是 Function 而不是 BiFunction —— 这很好理解, computeIfAbsent 只在 ke y 不在 Map 中或者与 key 相关联的 value 为 null 时才执行函数操作,那么显然此时与 key 相关的 value 为 null ,所以 computeIfAbsent 只接受 Function 作为参数即可 —— 该 Function 可以使用 key 作为参数计算出新的 value 。使用 computeIfAbsent 改写 getElementPositions :

public static Map<String, List<Integer>> getElementPositions(List<String> list) {
  Map<String, List<Integer>> positionsMap = new HashMap<>();

  for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
    positionsMap.computeIfAbsent(list.get(i), k -> new ArrayList<>(1)).add(i);
  }
  return positionsMap;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
  List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "b", "c", "c", "c", "d", "d", "d", "f", "f", "g");
  System.out.println("使用 computeIfAbsent:");
  Map<String, List<Integer>> elementPositions = getElementPositions(list);
  System.out.println(elementPositions);
}

运行结果:

如何在Java8项目中使用Map接口 

事实上,本文使用 putIfAbsent 时是存在问题的, positionsMap.putIfAbsent(str, new ArrayList<>(1)) ; 这句代码每次调用时都会产生一个临时的 ArrayList —— 当遍历的 List<String> 较大时,这可能会带来一定的负面影响;相比之下 compute 和 computeIfAbsent 的好处在于,它们接受的参数为函数,只会在必要时才使用函数进行计算得出新 value 。在本文类似需求的情况下,就适用性和简洁性而言, computeIfAbsent 要优于 compute 。在 JDK1.8 的 API 文档中,也说到在需要生成一个类似于 Map<K, Collection<V>> 的结构时, computeIfAbsent 很适合这种情况:

如何在Java8项目中使用Map接口 

那 compute 方法适用于什么情况呢?从前面的介绍可知, compute 方法更适用于更新 key 关联的 value 时,新值依赖于旧值的情况 —— 比如统计一个 List<String> 中每个元素出现的次数:

public static Map<String, Integer> getElementCounts(List<String> list) {
  Map<String, Integer> countsMap = new HashMap<>();
  list.forEach(str -> countsMap.compute(str, (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1)); // 此时:新值 = 旧值 + 1
  return countsMap;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
  List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "b", "c", "c", "c", "d", "d", "d", "f", "f", "g");
  System.out.println("使用 compute 计算元素出现的次数:");
  Map<String, Integer> counts = getElementCounts(list);
  System.out.println(counts);
}

运行结果:

如何在Java8项目中使用Map接口 

关于如何在Java8项目中使用Map接口就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,可以学到更多知识。如果觉得文章不错,可以把它分享出去让更多的人看到。

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