淺析Java8 中 Map 接口的新方法

更新時間：2019年10月24日 09:20:41 作者：coder編碼

這篇文章主要介紹了Java8 中 Map 接口的新方法,本文通過代碼實例給大家介紹的非常詳細，具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

我們提一個需求：給定一個 List<String>

，統(tǒng)計每個元素出現(xiàn)的所有位置。

比如，給定 list： ["a", "b", "b", "c", "c", "c", "d", "d", "d", "f", "f", "g"] ，那么應(yīng)該返回：

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

很明顯，我們很適合使用 Map 來完成這件事情：

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 還不存在 str 這個鍵及其對應(yīng)的 List<Integer>
      positions = new ArrayList<>(1);
      positionsMap.put(str, positions); // 將 str 及其對應(yīng)的 positions 放入 positionsMap
    }
    positions.add(i); // 將索引加入 str 相關(guān)聯(lián)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);
}

運行結(jié)果：

Java8 時， Map<K, V> 接口添加了一個新的方法， putIfAbsent(K key, V value) ，功能是：如果當(dāng)前 Map 不存在鍵 key 或者該 key 關(guān)聯(lián)的值為 null ，那么就執(zhí)行 put(key, value) ；否則，便不執(zhí)行 put 操作。該方法等價于如下代碼：

（題外話： putIfAbsent 方法與 put 方法一樣，返回的是方法調(diào)用之前與參數(shù) key 相關(guān)聯(lián)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 不存在鍵 str 或者 str 關(guān)聯(lián)的 List<Integer> 為 null，那么就會進行 put；否則不執(zhí)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);
}

運行結(jié)果：

可以看到使用 putIfAbsent 之后的 getElementPositions 簡潔了一點，那還能更簡潔嗎？

查看 Map 接口的方法，可以發(fā)現(xiàn)在 JDK1.8 時，還添加了如下兩個方法：

查看 compute 方法的 API 文檔，可以發(fā)現(xiàn) compute 方法與如下代碼等價

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 原來的 key 不存在 Map 中或該 key 關(guān)聯(lián)的 value 為 null
  if (newValue != null)
    map.put(key, newValue);
  else
    return null;
 }

compute 方法和原來 put 方法的區(qū)別在于：

put(K key, V value) 方法，如果 key 在 Map 中不存在，那么直接加入；如果已經(jīng)存在，那么使用新的 value 替換舊的 value ；

而 compute(K key, BiFunction remappingFunction) 方法可以通過一個 BiFunction 來計算出新的 value ， BiFunction 的參數(shù)為舊的 key 和 value ，返回計算出新的 value —— 與 put 方法不同， compute 方法返回的會是最新的與 key 相關(guān)聯(lián)的 value ，而不是舊的 value 。所以可以使用 compute 方法改寫 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 即如果當(dāng)前的 value 為 null ，那么該 BiFunction 的返回值為 new ArrayList<>(1) ；如果不為 null ，那么返回值便是本身。而且因為 compute 方法會返回新的 value —— 此時便是與 list.get(i) （key）相關(guān)聯(lián)的 ArrayList —— 所以我們可以直接調(diào)用其 add 方法。

運行結(jié)果：

很棒~ 還能更簡潔嗎？我們再看看 computeIfAbsent 方法： computeIfAbsent 和 compute 的關(guān)系，就類似于 putIfAbsent 和 put 的關(guān)系： computeIfAbsent 在 key 不在 Map 中或者與 key 相關(guān)聯(lián)的 value 為 null 時，才執(zhí)行通過函數(shù)計算新 value 的操作，否則不執(zhí)行； computeIfAbsent 的返回值也是與 key 相關(guān)聯(lián)的最新的 value 。其默認實現(xiàn)如下：

與 compute 不同， computeIfAbsent 接受的函數(shù)操作是 Function 而不是 BiFunction —— 這很好理解， computeIfAbsent 只在 ke y 不在 Map 中或者與 key 相關(guān)聯(lián)的 value 為 null 時才執(zhí)行函數(shù)操作，那么顯然此時與 key 相關(guān)的 value 為 null ，所以 computeIfAbsent 只接受 Function 作為參數(shù)即可 —— 該 Function 可以使用 key 作為參數(shù)計算出新的 value 。使用 computeIfAbsent 改寫 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);
}

運行結(jié)果：

事實上，本文使用 putIfAbsent 時是存在問題的， positionsMap.putIfAbsent(str, new ArrayList<>(1)) ; 這句代碼每次調(diào)用時都會產(chǎn)生一個臨時的 ArrayList —— 當(dāng)遍歷的 List<String> 較大時，這可能會帶來一定的負面影響；相比之下 compute 和 computeIfAbsent 的好處在于，它們接受的參數(shù)為函數(shù)，只會在必要時才使用函數(shù)進行計算得出新 value 。在本文類似需求的情況下，就適用性和簡潔性而言， computeIfAbsent 要優(yōu)于 compute 。在 JDK1.8 的 API 文檔中，也說到在需要生成一個類似于 Map<K, Collection<V>> 的結(jié)構(gòu)時， computeIfAbsent 很適合這種情況：

那 compute 方法適用于什么情況呢？從前面的介紹可知， compute 方法更適用于更新 key 關(guān)聯(lián)的 value 時，新值依賴于舊值的情況 —— 比如統(tǒng)計一個 List<String> 中每個元素出現(xiàn)的次數(shù)：

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)); // 此時：新值 = 舊值 + 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 計算元素出現(xiàn)的次數(shù)：");
  Map<String, Integer> counts = getElementCounts(list);
  System.out.println(counts);
}

運行結(jié)果：