Guava是google公司開(kāi)發(fā)的一款Java類庫(kù)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(méi)有的功能，能讓我們開(kāi)發(fā)中更為高效。

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

<dependency>
????<groupId>com.google.guava</groupId>
????<artifactId>guava</artifactId>
????<version>30.1.1-jre</version>
</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(jué)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(méi)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](méi)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(méi)什么簡(jiǎn)便的辦法，無(wú)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(lái)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(méi)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(wú)法正常結(jié)束，會(huì)拋出一個(gè)IllegalArgumentException異常：

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(shuō)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(méi)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(lái)無(wú)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<K,Collection>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(wèn)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)?code>size()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?code>key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(lái)書(shū)寫(xiě)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(kāi)區(qū)間、[60,90]的閉區(qū)間、(90,100]的左開(kāi)右閉區(qū)間，并分別映射到某個(gè)值上。運(yùn)行結(jié)果打?。?/p>

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get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(shuō)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(wèn)，如果只是存對(duì)象的話，像下面這樣用普通的Map<Class,Object>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)?code>HashMap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)：

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(kāi)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。