吃透Java集合系列八：Map
2019-12-08 本文已影响0人
吃透Java
文章首发csdn博客地址：https://blog.csdn.net/u013277209?viewmode=contents
Map接口分析
关于Map接口，JDK是这样描述的：
- Map是一个有键值对映射的对象，map不能包含相同的key，每一个key至多能映射一个value。
- Map替代了Dictionary这个类，Dictionary是抽象类而非接口，替代原因：接口总是优于抽象类。
- Map接口提供了3个集合视图，包括:keys的set集合， values的集合;，key-value的set集合，注意:values集合不是set类型,因为value可相同。
- Map返回元素的顺序，取决于map对应的某个集合视图迭代器的顺序，一些map的实现，比如TreeMap类，对于map返回元素的顺序有特殊的规定，其它的map实现类,比如HashMap类,就没有特殊的规定。
- 不要把异变的对象作为Map的key，如果map中的一个key发生了改变，并且影响了equals()方法的使用，那么map并不会提示我们。
- 所有的通用map实现类都应该提供两个"标准"的构造器函数，一个是无参且返回类型为void的函数，另一个就是仅含有一个参数且类型为map类型的的构造方法,这个方法会使用其参数构造一个新的map，且新的map和参数map有相同的key和value，但是，map接口这里没办法强制执行这一建议(因为接口里面不能包含构造器函数)，不过JDK里面所有通用的map实现类都是符合这一点要求的。
- 一些map的实现类在key和value的取值上面会有一些规定，比如，一些map实现类不允许key或者value为null。
- map接口是java集合框架中的一个成员。
- 集合框架接口定义了很多种和equals()方法相关的实现，比如,containsKey()方法，当前仅当map包含了键k的定义是：key = = null ? k == null : key.equals(k)，这一规范的写法，不能被理解为为:如果调用方法使用的是一个非null参数的话,然后只是再调用key.equals(k)方法就可以了，具体实现可以通过避免调用equals()方法来实现优化，比如，可以先比较两个key的哈希值，(哈希值保证了，如果两个对象的哈希值都不相同，那么这两个对象肯定不会相同)，更一般的情况是，大量集合框架接口的实现类可以充分利用底层对象(Object)的方法的优势，只要实现者认为他们这么做是合理的。
public interface Map<K,V> {
//增
/**
* put方法是将指定的key-value存储到map里面的操作.如果map之前包含了一个此key对应的映射,
* 那么此key对应的旧value值会被新的value值替换.
*/
V put(K key, V value);
/**
* putAll方法是将一个指定map的映射拷贝到当前map.这一操作类似于将指定map的key-value对通过put方法一个个拷贝过来。
* 在拷贝过程中,如果指定的这个map被更改了,那么这时候会出现什么情况,并不清楚。
*/
void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m);
//删
/**
* remove方法用于移除map中已有的某个key.更一般的讲,如果map包含了一个满足条件key==null ? k==null : key.equals(k)的映射,
* 这一映射就会被移除.(map最多包含一个这样的映射)
* 本方法会返回移除的key对应的value值,如果map这个key没有对应的value值,则返回null。
* 如果map允许null值,那么返回null值并不一定表明map不包含对应key的映射值;因为这也可能是key本身对应的value值就是null.
*/
V remove(Object key);
/**
* 移除map中所有的映射
*/
void clear();
//查
/**
* 返回map中key-value映射的个数.如果map包含的key-value个数超过了Integer.MAX_VALUE这个数
* 则返回Integer.MAX_VALUE.
*/
int size();
/**
* 如果map没有存储任何key-value,则返回true
*/
boolean isEmpty();
/**
* 如果map存储了指定的key,则返回true.更一般的情况是,当且仅当map包含了一个key的映射
* 映射情况是:key==null ? k==null : key.equals(k),此时返回true.
*/
boolean containsKey(Object key);
/**
* 如果map中至少有一个key能映射到指定的value,那么就返回true.更一般的情况是,
* 当且仅当value==null ? v==null : value.equals(v)条件成立,才返回true.
* 在所有map接口的实现类中,这一操作都需要map大小的线性时间来完成.
*/
boolean containsValue(Object value);
/**
* 返回指定key映射的value.如果map没有指定的key,则返回null.
*/
V get(Object key);
//三个返回key，value，key-value的集合
/**
* 此方法:返回map包含所有的key的一个set集合视图
*/
Set<K> keySet();
/**
* values方法返回map内存储的所有值的集合(毕竟值集合中,值可以有重复的,所以此方法和上面的返回的
* key集合的结果类型不一样,因为key肯定都是不同的).
*/
Collection<V> values();
/**
* 此方法返回map里存储的所有映射的视图.
*/
Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();
//两个覆盖object的方法
/**
* 用于对比两个map是否相等.
* 如果给定的对象是一个map且两个map的映射一致,则返回true.
* 一般,两个map的映射一致,要满足的条件是:m1.entrySet().equals(m2.entrySet())
* 这就保证了实现了map接口的不同类对于equals方法的使用才是正确的.
*/
boolean equals(Object o);
/**
* 返回map的哈希值，map的哈希值被定义为:这个map的entrySet视图的每一个条目的哈希值的总和.
* 这就保证了任意两个map相等,则他们的哈希值一定相等,这也是Object类对哈希值的普遍要求(哈希值作为两个对象相等的必要非充分条件).
*/
int hashCode();
/**
* map条目(key-value对),Map.entrySet方法返回的就是map的集合视图,map视图中的元素就是来源于此类.
* 获取map条目的唯一方式就是来源于集合视图的迭代器.只有在迭代的过程中,Map.Entry对象才是有效的;
* 通常,如果通过迭代器获得的map条目,在遍历过程中,作为后台支持的map被修改了,那么map条目会如何被影响,对此
* 并没有做出具体规定(当然此处说的map修改不包括setValue方法的调用).
*/
interface Entry<K,V> {
/**
* 获取当前map条目对应的key
*/
K getKey();
/**
* 返回map条目对应的value值.
*/
V getValue();
/**
* 用指定值替换当前条目中的value
*/
V setValue(V value);
/**
* 将指定对象和当前条目做比较,如果给定的对象是一个条目并且两个条目代表同一个映射,则返回true.
*/
boolean equals(Object o);
/**
* 返回map条目的哈希值
*/
int hashCode();
/**
* 返回一个比较map.entry的比较器,按照key的自然顺序排序，返回的比较器支持序列化
* @since 1.8
*/
public static <K extends Comparable<? super K>, V> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByKey() {
return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
(c1, c2) -> c1.getKey().compareTo(c2.getKey());
}
/**
* 返回一个map.enty的比较器,按照value的自然顺序排序，返回的比较器支持序列化
* @since 1.8
*/
public static <K, V extends Comparable<? super V>> Comparator<Map.Entry<K,V>> comparingByValue() {
return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
(c1, c2) -> c1.getValue().compareTo(c2.getValue());
}
/**
* 返回一个map.entry的比较器,根据传入比较器对key排序，如果传入的比较器支持序列化,则返回的结果比较器也支持序列化.
* @since 1.8
*/
public static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByKey(Comparator<? super K> cmp) {
Objects.requireNonNull(cmp);
return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
(c1, c2) -> cmp.compare(c1.getKey(), c2.getKey());
}
/**
* 返回一个map.entry的比较器,根据传入比较器对value排序，如果传入的比较器支持序列化,则返回的结果比较器也支持序列化
* @since 1.8
*/
public static <K, V> Comparator<Map.Entry<K, V>> comparingByValue(Comparator<? super V> cmp) {
Objects.requireNonNull(cmp);
return (Comparator<Map.Entry<K, V>> & Serializable)
(c1, c2) -> cmp.compare(c1.getValue(), c2.getValue());
}
}
//1.8新增
/**
* 返回指定key对应的value,如果没有对应的映射,则返回传入参数中的默认值defaultValue
* @since 1.8
*/
default V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
V v;
return (((v = get(key)) != null) || containsKey(key))
? v
: defaultValue;
}
/**
* 对map中每一个entry执行action中定义对操作,直到全部entry执行完成or执行中出现异常为止
* @since 1.8
*/
default void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action) {
Objects.requireNonNull(action);
for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
K k;
V v;
try {
k = entry.getKey();
v = entry.getValue();
} catch(IllegalStateException ise) {
// this usually means the entry is no longer in the map.
throw new ConcurrentModificationException(ise);
}
action.accept(k, v);
}
}
/**
* 对于map中每一个entry,将其value替换成BiFunction接口返回的值.直到所有entry替换完or出现异常为止
* @since 1.8
*/
default void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {
Objects.requireNonNull(function);
for (Map.Entry<K, V> entry : entrySet()) {
K k;
V v;
try {
k = entry.getKey();
v = entry.getValue();
} catch(IllegalStateException ise) {
// this usually means the entry is no longer in the map.
throw new ConcurrentModificationException(ise);
}
// ise thrown from function is not a cme.
v = function.apply(k, v);
try {
entry.setValue(v);
} catch(IllegalStateException ise) {
// this usually means the entry is no longer in the map.
throw new ConcurrentModificationException(ise);
}
}
}
/**
* 如果指定的键尚未与值相关联（或被映射为null）,则将它与给定的值相关联并返回null，否则返回当前值。
* @since 1.8
*/
default V putIfAbsent(K key, V value) {
V v = get(key);
if (v == null) {
v = put(key, value);
}
return v;
}
/**
* 如果给定的参数key和value在map中是一个entry,则删除这个entry.
* @since 1.8
*/
default boolean remove(Object key, Object value) {
Object curValue = get(key);
if (!Objects.equals(curValue, value) ||
(curValue == null && !containsKey(key))) {
return false;
}
remove(key);
return true;
}
/**
* 如果给定的key和value在map中有entry,则为指定key的entry,用新value替换旧的value
* @since 1.8
*/
default boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {
Object curValue = get(key);
if (!Objects.equals(curValue, oldValue) ||
(curValue == null && !containsKey(key))) {
return false;
}
put(key, newValue);
return true;
}
/**
*如果指定key在map中有value,则用参数value进行替换
* @since 1.8
*/
default V replace(K key, V value) {
V curValue;
if (((curValue = get(key)) != null) || containsKey(key)) {
curValue = put(key, value);
}
return curValue;
}
/**
* 如果指定key在map中没有对应的value,则使用输入参数,即函数接口mappingfunction为其计算一个value.
* 如果计算value不为null,则将value插入map中，如果计算function返回结果为null,则不插入任何映射。
* @since 1.8
*/
default V computeIfAbsent(K key,
Function<? super K, ? extends V> mappingFunction) {
Objects.requireNonNull(mappingFunction);
V v;
if ((v = get(key)) == null) {
V newValue;
if ((newValue = mappingFunction.apply(key)) != null) {
put(key, newValue);
return newValue;
}
}
return v;
}
/**
* 如果map中存在指定key对应的value,且不为null,则本方法会尝试使用function,并利用key生成一个新的value
* 如果function接口返回null,map中原entry则被移除.如果function本身抛出异常,则当前map不会发生改变.
* @since 1.8
*/
default V computeIfPresent(K key,
BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
Objects.requireNonNull(remappingFunction);
V oldValue;
if ((oldValue = get(key)) != null) {
V newValue = remappingFunction.apply(key, oldValue);
if (newValue != null) {
put(key, newValue);
return newValue;
} else {
remove(key);
return null;
}
} else {
return null;
}
}
/**
* 利用指定key和value计算一个新映射，比如:向一个value映射中新增或者拼接一个String。
* 如果function接口返回null,则map中原entry被移除(如果本来就不存在,则不执行移除操作).
* 如果function本身抛出(非检查型)异常,异常会被重新抛出,当前map也不会发生改变.
* @since 1.8
*/
default V compute(K key,
BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
Objects.requireNonNull(remappingFunction);
V oldValue = get(key);
V newValue = remappingFunction.apply(key, oldValue);
if (newValue == null) {
// delete mapping
if (oldValue != null || containsKey(key)) {
// something to remove
remove(key);
return null;
} else {
// nothing to do. Leave things as they were.
return null;
}
} else {
// add or replace old mapping
put(key, newValue);
return newValue;
}
}
/**
* 如果指定key没有value,或者其value为null,则将其改为给定的非null的value
* 否则,用给定的function返回值替换原value.
* 如果给定参数value和function返回结果都为null,则删除map中这个entry.
* 这一方法常用于:对一个key合并多个映射的value时.
* 比如:要创建或追加一个String给一个值映射.
* 如果function返回null,则map中原entry被移除.如果function本身抛出异常,则异常会被重新抛出,且当前map不会发生更改.
* @since 1.8
*/
default V merge(K key, V value,
BiFunction<? super V, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
Objects.requireNonNull(remappingFunction);
Objects.requireNonNull(value);
V oldValue = get(key);
V newValue = (oldValue == null) ? value :
remappingFunction.apply(oldValue, value);
if(newValue == null) {
remove(key);
} else {
put(key, newValue);
}
return newValue;
}
}
}
上述注释按照JDK进行翻译，如有不正确支出，望提出。
