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Guava中這些Map的優(yōu)秀操作，讓我的代碼量減少了50%

Guava是google公司開發(fā)的一款Java類庫擴(kuò)展工具包，內(nèi)含了豐富的API，涵蓋了集合、緩存、并發(fā)、I/O等多個(gè)方面。使用這些API一方面可以簡(jiǎn)化我們代碼，使代碼更為優(yōu)雅，另一方面它補(bǔ)充了很多jdk中沒有的功能，能讓我們開發(fā)中更為高效。

今天Hydra要給大家分享的就是Guava中封裝的一些關(guān)于Map的優(yōu)秀操作，在使用了這些功能后，不得不說一句真香。先引入依賴坐標(biāo)，然后開始我們的正式體驗(yàn)吧！

<dependency> <groupId>com.google.guavagroupId> <artifactId>guavaartifactId> <version>30.1.1-jreversion> dependency>

Table - 雙鍵Map

java中的Map只允許有一個(gè)key和一個(gè)value存在，但是guava中的Table允許一個(gè)value存在兩個(gè)key。Table中的兩個(gè)key分別被稱為rowKey和columnKey，也就是行和列。(但是個(gè)人感覺將它們理解為行和列并不是很準(zhǔn)確，看作兩列的話可能會(huì)更加合適一些)。

舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假如要記錄員工每個(gè)月工作的天數(shù)。用java中普通的Map實(shí)現(xiàn)的話就需要兩層嵌套：

Map<String,Map<String,Integer>> map=new HashMap<>(); //存放元素 Map<String,Integer> workMap=new HashMap<>(); workMap.put("Jan",20); workMap.put("Feb",28); map.put("Hydra",workMap); //取出元素 Integer dayCount = map.get("Hydra").get("Jan");

如果使用Table的話就很簡(jiǎn)單了，看一看簡(jiǎn)化后的代碼：

Table<String,String,Integer> table= HashBasedTable.create(); //存放元素 table.put("Hydra", "Jan", 20); table.put("Hydra", "Feb", 28); table.put("Trunks", "Jan", 28); table.put("Trunks", "Feb", 16); //取出元素 Integer dayCount = table.get("Hydra", "Feb");

我們不需要再構(gòu)建復(fù)雜的雙層Map，直接一層搞定。除了元素的存取外，下面再看看其他的實(shí)用操作。

1、獲得key或value的集合

//rowKey或columnKey的集合 Set<String> rowKeys = table.rowKeySet(); Set<String> columnKeys = table.columnKeySet(); //value集合 Collection<Integer> values = table.values();

分別打印它們的結(jié)果，key的集合是不包含重復(fù)元素的，value集合則包含了所有元素并沒有去重：

[Hydra, Trunks]
[Jan, Feb]
[20, 28, 28, 16]

2、計(jì)算key對(duì)應(yīng)的所有value的和

以統(tǒng)計(jì)所有rowKey對(duì)應(yīng)的value之和為例：

for (String key : table.rowKeySet()) { Set<Map.Entry<String, Integer>> rows = table.row(key).entrySet(); int total = 0; for (Map.Entry<String, Integer> row : rows) { total += row.getValue();
    } System.out.println(key + ": " + total);
}

打印結(jié)果：

Hydra: 48 Trunks: 44

3、轉(zhuǎn)換rowKey和columnKey

這一操作也可以理解為行和列的轉(zhuǎn)置，直接調(diào)用Tables的靜態(tài)方法transpose：

Table<String, String, Integer> table2 = Tables.transpose(table); Set<Table.Cell<String, String, Integer>> cells = table2.cellSet(); cells.forEach(cell-> System.out.println(cell.getRowKey()+","+cell.getColumnKey()+":"+cell.getValue())
);

利用cellSet方法可以得到所有的數(shù)據(jù)行，打印結(jié)果，可以看到row和column發(fā)生了互換：

Jan,Hydra:20 Feb,Hydra:28 Jan,Trunks:28 Feb,Trunks:16

4、轉(zhuǎn)為嵌套的Map

還記得我們?cè)跊]有使用Table前存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式嗎，如果想要將數(shù)據(jù)還原成嵌套Map的那種形式，使用Table的rowMap或columnMap方法就可以實(shí)現(xiàn)了：

Map<String, Map<String, Integer>> rowMap = table.rowMap(); Map<String, Map<String, Integer>> columnMap = table.columnMap();

查看轉(zhuǎn)換格式后的Map中的內(nèi)容，分別按照行和列進(jìn)行了匯總：

{Hydra={Jan=20, Feb=28}, Trunks={Jan=28, Feb=16}}
{Jan={Hydra=20, Trunks=28}, Feb={Hydra=28, Trunks=16}}

BiMap - 雙向Map

在普通Map中，如果要想根據(jù)value查找對(duì)應(yīng)的key，沒什么簡(jiǎn)便的辦法，無論是使用for循環(huán)還是迭代器，都需要遍歷整個(gè)Map。以循環(huán)keySet的方式為例：

public List<String> findKey(Map<String, String> map, String val){ List<String> keys=new ArrayList<>(); for (String key : map.keySet()) { if (map.get(key).equals(val)) keys.add(key);
    } return keys;
}

而guava中的BiMap提供了一種key和value雙向關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，先看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

HashBiMap<String, String> biMap = HashBiMap.create(); biMap.put("Hydra","Programmer"); biMap.put("Tony","IronMan"); biMap.put("Thanos","Titan"); //使用key獲取value System.out.println(biMap.get("Tony")); BiMap<String, String> inverse = biMap.inverse(); //使用value獲取key System.out.println(inverse.get("Titan"));

執(zhí)行結(jié)果，：

IronMan Thanos

看上去很實(shí)用是不是?但是使用中還有幾個(gè)坑得避一下，下面一個(gè)個(gè)梳理。

1、反轉(zhuǎn)后操作的影響

上面我們用inverse方法反轉(zhuǎn)了原來BiMap的鍵值映射，但是這個(gè)反轉(zhuǎn)后的BiMap并不是一個(gè)新的對(duì)象，它實(shí)現(xiàn)了一種視圖的關(guān)聯(lián)，所以對(duì)反轉(zhuǎn)后的BiMap執(zhí)行的所有操作會(huì)作用于原先的BiMap上。

HashBiMap<String, String> biMap = HashBiMap.create(); biMap.put("Hydra","Programmer"); biMap.put("Tony","IronMan"); biMap.put("Thanos","Titan"); BiMap<String, String> inverse = biMap.inverse(); inverse.put("IronMan","Stark"); System.out.println(biMap);

對(duì)反轉(zhuǎn)后的BiMap中的內(nèi)容進(jìn)行了修改后，再看一下原先BiMap中的內(nèi)容：

{Hydra=Programmer, Thanos=Titan, Stark=IronMan}

可以看到，原先值為IronMan時(shí)對(duì)應(yīng)的鍵是Tony，雖然沒有直接修改，但是現(xiàn)在鍵變成了Stark。

2、value不可重復(fù)

BiMap的底層繼承了Map，我們知道在Map中key是不允許重復(fù)的，而雙向的BiMap中key和value可以認(rèn)為處于等價(jià)地位，因此在這個(gè)基礎(chǔ)上加了限制，value也是不允許重復(fù)的。看一下下面的代碼：

HashBiMap<String, String> biMap = HashBiMap.create(); biMap.put("Tony","IronMan"); biMap.put("Stark","IronMan");

這樣代碼無法正常結(jié)束，會(huì)拋出一個(gè)IllegalArgumentException異常：

Guava中這些Map的優(yōu)秀操作，讓我的代碼量減少了50%

如果你非想把新的key映射到已有的value上，那么也可以使用forcePut方法強(qiáng)制替換掉原有的key：

HashBiMap<String, String> biMap = HashBiMap.create(); biMap.put("Tony","IronMan"); biMap.forcePut("Stark","IronMan");

打印一下替換后的BiMap：

{Stark=IronMan}

順帶多說一句，由于BiMap的value是不允許重復(fù)的，因此它的values方法返回的是沒有重復(fù)的Set，而不是普通Collection：

Set<String> values = biMap.values();

Multimap - 多值Map

java中的Map維護(hù)的是鍵值一對(duì)一的關(guān)系，如果要將一個(gè)鍵映射到多個(gè)值上，那么就只能把值的內(nèi)容設(shè)為集合形式，簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)如下：

Map<String, List<Integer>> map=new HashMap<>(); List<Integer> list=new ArrayList<>(); list.add(1); list.add(2); map.put("day",list);

guava中的Multimap提供了將一個(gè)鍵映射到多個(gè)值的形式，使用起來無需定義復(fù)雜的內(nèi)層集合，可以像使用普通的Map一樣使用它，定義及放入數(shù)據(jù)如下：

Multimap<String, Integer> multimap = ArrayListMultimap.create(); multimap.put("day",1); multimap.put("day",2); multimap.put("day",8); multimap.put("month",3);

打印這個(gè)Multimap的內(nèi)容，可以直觀的看到每個(gè)key對(duì)應(yīng)的都是一個(gè)集合：

{month=[3], day=[1, 2, 8]}

1、獲取值的集合

在上面的操作中，創(chuàng)建的普通Multimap的get(key)方法將返回一個(gè)Collection類型的集合：

Collection<Integer> day = multimap.get("day");

如果在創(chuàng)建時(shí)指定為ArrayListMultimap類型，那么get方法將返回一個(gè)List：

ArrayListMultimap<String, Integer> multimap = ArrayListMultimap.create(); List<Integer> day = multimap.get("day");

同理，你還可以創(chuàng)建HashMultimap、TreeMultimap等類型的Multimap。

Multimap的get方法會(huì)返回一個(gè)非null的集合，但是這個(gè)集合的內(nèi)容可能是空，看一下下面的例子：

List<Integer> day = multimap.get("day"); List<Integer> year = multimap.get("year"); System.out.println(day); System.out.println(year);

打印結(jié)果：

[1, 2, 8]
[]

2、操作get后的集合

和BiMap的使用類似，使用get方法返回的集合也不是一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象，可以理解為集合視圖的關(guān)聯(lián)，對(duì)這個(gè)新集合的操作仍然會(huì)作用于原始的Multimap上，看一下下面的例子：

ArrayListMultimap<String, Integer> multimap = ArrayListMultimap.create(); multimap.put("day",1); multimap.put("day",2); multimap.put("day",8); multimap.put("month",3); List<Integer> day = multimap.get("day"); List<Integer> month = multimap.get("month"); day.remove(0);//這個(gè)0是下標(biāo) month.add(12); System.out.println(multimap);

查看修改后的結(jié)果：

{month=[3, 12], day=[2, 8]}

3、轉(zhuǎn)換為Map

使用asMap方法，可以將Multimap轉(zhuǎn)換為Map的形式，同樣這個(gè)Map也可以看做一個(gè)關(guān)聯(lián)的視圖，在這個(gè)Map上的操作會(huì)作用于原始的Multimap。

Map<String, Collection<Integer>> map = multimap.asMap(); for (String key : map.keySet()) { System.out.println(key+" : "+map.get(key));
} map.get("day").add(20); System.out.println(multimap);

執(zhí)行結(jié)果：

month : [3] day : [1, 2, 8]
{month=[3], day=[1, 2, 8, 20]}

4、數(shù)量問題

Multimap中的數(shù)量在使用中也有些容易混淆的地方，先看下面的例子：

System.out.println(multimap.size()); System.out.println(multimap.entries().size()); for (Map.Entry<String, Integer> entry : multimap.entries()) { System.out.println(entry.getKey()+","+entry.getValue());
}

打印結(jié)果：

4 4 month,3 day,1 day,2 day,8

這是因?yàn)閟ize()方法返回的是所有key到單個(gè)value的映射，因此結(jié)果為4，entries()方法同理，返回的是key和單個(gè)value的鍵值對(duì)集合。但是它的keySet中保存的是不同的key的個(gè)數(shù)，例如下面這行代碼打印的結(jié)果就會(huì)是2。

System.out.println(multimap.keySet().size());

再看看將它轉(zhuǎn)換為Map后，數(shù)量則會(huì)發(fā)生變化：

Set<Map.Entry<String, Collection<Integer>>> entries = multimap.asMap().entrySet(); System.out.println(entries.size());

代碼運(yùn)行結(jié)果是2，因?yàn)樗玫降氖莐ey到Collection的映射關(guān)系。

RangeMap - 范圍Map

先看一個(gè)例子，假設(shè)我們要根據(jù)分?jǐn)?shù)對(duì)考試成績(jī)進(jìn)行分類，那么代碼中就會(huì)出現(xiàn)這樣丑陋的if-else：

public static String getRank(int score){ if (0<=score && score<60) return "fail"; else if (60<=score && score<=90) return "satisfactory"; else if (90<score && score<=100) return "excellent"; return null;
}

而guava中的RangeMap描述了一種從區(qū)間到特定值的映射關(guān)系，讓我們能夠以更為優(yōu)雅的方法來書寫代碼。下面用RangeMap改造上面的代碼并進(jìn)行測(cè)試：

RangeMap<Integer, String> rangeMap = TreeRangeMap.create(); rangeMap.put(Range.closedOpen(0,60),"fail"); rangeMap.put(Range.closed(60,90),"satisfactory"); rangeMap.put(Range.openClosed(90,100),"excellent"); System.out.println(rangeMap.get(59)); System.out.println(rangeMap.get(60)); System.out.println(rangeMap.get(90)); System.out.println(rangeMap.get(91));

在上面的代碼中，先后創(chuàng)建了[0,60)的左閉右開區(qū)間、[60,90]的閉區(qū)間、(90,100]的左開右閉區(qū)間，并分別映射到某個(gè)值上。運(yùn)行結(jié)果打印：

fail satisfactory satisfactory excellent

當(dāng)然我們也可以移除一段空間，下面的代碼移除了[70,80]這一閉區(qū)間后，再次執(zhí)行g(shù)et時(shí)返回結(jié)果為null：

rangeMap.remove(Range.closed(70,80)); System.out.println(rangeMap.get(75));

ClassToInstanceMap - 實(shí)例Map

ClassToInstanceMap是一個(gè)比較特殊的Map，它的鍵是Class，而值是這個(gè)Class對(duì)應(yīng)的實(shí)例對(duì)象。先看一個(gè)簡(jiǎn)單使用的例子，使用putInstance方法存入對(duì)象：

ClassToInstanceMap<Object> instanceMap = MutableClassToInstanceMap.create(); User user=new User("Hydra",18); Dept dept=new Dept("develop",200); instanceMap.putInstance(User.class,user); instanceMap.putInstance(Dept.class,dept);

使用getInstance方法取出對(duì)象：

User user1 = instanceMap.getInstance(User.class); System.out.println(user==user1);

運(yùn)行結(jié)果打印了true，說明了取出的確實(shí)是我們之前創(chuàng)建并放入的那個(gè)對(duì)象。

大家可能會(huì)疑問，如果只是存對(duì)象的話，像下面這樣用普通的Map也可以實(shí)現(xiàn)：

Map<Class,Object> map=new HashMap<>(); User user=new User("Hydra",18); Dept dept=new Dept("develop",200); map.put(User.class,user); map.put(Dept.class,dept);

那么，使用ClassToInstanceMap這種方式有什么好處呢?

首先，這里最明顯的就是在取出對(duì)象時(shí)省去了復(fù)雜的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，避免了手動(dòng)進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的錯(cuò)誤。其次，我們可以看一下ClassToInstanceMap接口的定義，它是帶有泛型的：

public interface ClassToInstanceMap<B> extends Map<Class extends B>, B>{...}

這個(gè)泛型同樣可以起到對(duì)類型進(jìn)行約束的作用，value要符合key所對(duì)應(yīng)的類型，再看看下面的例子：

ClassToInstanceMap<Map> instanceMap = MutableClassToInstanceMap.create(); HashMap<String, Object> hashMap = new HashMap<>(); TreeMap<String, Object> treeMap = new TreeMap<>(); ArrayList<Object> list = new ArrayList<>(); instanceMap.putInstance(HashMap.class,hashMap); instanceMap.putInstance(TreeMap.class,treeMap);

這樣是可以正常執(zhí)行的，因?yàn)镠ashMap和TreeMap都集成了Map父類，但是如果想放入其他類型，就會(huì)編譯報(bào)錯(cuò)：

Guava中這些Map的優(yōu)秀操作，讓我的代碼量減少了50%

所以，如果你想緩存對(duì)象，又不想做復(fù)雜的類型校驗(yàn)，那么使用方便的ClassToInstanceMap就可以了。

總結(jié)

本文介紹了guava中5種對(duì)Map的擴(kuò)展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它們提供了非常實(shí)用的功能，能很大程度的簡(jiǎn)化我們的代碼。但是同時(shí)使用中也有不少需要避開的坑，例如修改關(guān)聯(lián)的視圖會(huì)對(duì)原始數(shù)據(jù)造成影響等等，具體的使用中大家還需要謹(jǐn)慎一些。

原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/0Zx7Ixe5B-9MPkw2Jllisg