Guava HashMultimap使用及注意事项[1]

hello，各位大佬上午|中午|下午|晚上|凌晨好，我是一灰灰，今天给大家介绍一个相对基础的知识点 HashMultmap；

guava基本上可以说是java开发项目中，大概率会引入的包，今天介绍的主角是一个特殊的容器 -- HashMultmap，可以简单的将它的数据结构理解为Map<K, Set<V>>

那么为什么会突然想到介绍一下它呢，因为昨天刚因为对它理解不够深刻，把它当作了Map<K, List<V>>来使用，结果出了问题；既然如此那就好好盘一盘，反思一下

1. 数据模型介绍

正常来讲，在使用一个新的数据对象时，我们应该先了解它的数据模型；

直接看源码，会发现实际存储数据的结构为 Map<K, Collection<V>>

abstract class AbstractMapBasedMultimap<K, V> extends AbstractMultimap<K, V> implements Serializable {
    private transient Map<K, Collection<V>> map;
}

再jdk中Map也有很多实现，那么具体是哪个呢？

从构造方法出发，来看下这个map成员的初始化过程

private HashMultimap(int expectedKeys, int expectedValuesPerKey) {
    super(Platform.newHashMapWithExpectedSize(expectedKeys));
    this.expectedValuesPerKey = 2;
    Preconditions.checkArgument(expectedValuesPerKey >= 0);
    this.expectedValuesPerKey = expectedValuesPerKey;
}


private HashMultimap(Multimap<? extends K, ? extends V> multimap) {
    super(Platform.newHashMapWithExpectedSize(multimap.keySet().size()));
    this.expectedValuesPerKey = 2;
    this.putAll(multimap);
}

关键点就在 Platform.newHashMapWithExpectedSize，熟悉的小伙伴已经能很快给出答案了，这个map就是我们常用的HashMap

接下来需要关注的就是value中的Collection，是什么容器类型了；对于它，则从添加元素的时候来定位put(key, value)

关键源码如下

public boolean put(@Nullable K key, @Nullable V value) {
    Collection<V> collection = (Collection)this.map.get(key);
    if (collection == null) {
        collection = this.createCollection(key);
        if (collection.add(value)) {
            ++this.totalSize;
            this.map.put(key, collection);
            return true;
        } else {
            throw new AssertionError("New Collection violated the Collection spec");
        }
    } else if (collection.add(value)) {
        ++this.totalSize;
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

这个写法相信大家都不会陌生，存在时，直接添加到容器；不存在时，则可以通过 createCollection来创建容器，并塞入Map；其具体的实现逻辑如下

// com.google.common.collect.HashMultimap#createCollection
Set<V> createCollection() {
    return Platform.newHashSetWithExpectedSize(this.expectedValuesPerKey);
}

所以HashMultimap的底层数据存储就是我们的老朋友 HashMap<K, HashSet<V>>

2. 简单使用介绍

基本来讲，HashMultimap的使用姿势非常简单了，下面给出简单实例演示一下，基本上看看就会了

2.1 容器创建

// 创建一个默认的 HashMap<String, Set<Integer>>，容器的初始化容量与HashMap的默认值一样
HashMultimap<String, Integer> map = HashMultimap.create();


// 当我们知道容器的个数时，推荐使用下面这种方式, 
// HashMap 设置容量为8, 每个HashSet的容量初始化为16
HashMultimap<String, Integer> map2 = HashMultimap.create(8, 16);


// 另外一个就是基于MultMap来创建的case了
HashMultimap<String, Integer> map3 = HashMultimap.create(map);

注意上面的第三种实现，需要理解的是 map3.get(key) != map.get(key)

即基于原来的容器初始化的新容器，其value是一个新的容器对象，将之前的value中所有元素，都塞入新的容器中，并不是直接引用就的容器对象（这么一说是不是更想是深拷贝，而不是浅拷贝呢？）

2.2 添加元素

// 添加单个元素
map.put("hello", 510);




// 添加多个元素
map.putAll("skill", Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 1));

注意

?因为value是HashSet，所以重复的元素会忽略?塞入重复的元素会忽略?再次申明，添加重复的元素会忽略

（没错，我就是这里出了问题......）

2.3 移除元素

// 移除skill对应的集合中，value=3的元素
map.remove("skill", 3);


// 移除key
map.removeAll("hello");

2.4 替换元素

如果我们希望将整个value都换成一个新的集合，那么可以使用replaceValue

// 直接替换skill对应的value集合，新的值为 {100, 200, 300}
map.replaceValues("skill", Arrays.asList(100, 200, 300));

2.5 获取元素及遍历

// 获取对应的value集合，当不存在时，返回空集合（不是null，简直是贴心）
Set<Integer> set = map.get("skill");

foreach方式的迭代

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

注意上面的迭代成员 Map.Entry<String, Integer>，其key依然是HashMap的key，而value则是这个集合中的没一个元素，比如容器中的值为("skill": [100,200,300])时，此时输出如下

skill:200
skill:100
skill:300

2.6 输出所有的key

// 输出所有的key，
map.keys()


// 输出key集合
map.keySet();

他们两有啥区别？看个实例

HashMultimap<String, Integer> map = HashMultimap.create();
map.replaceValues("skill", Arrays.asList(100, 200, 300));
System.out.println("keys=" + map.keys());
System.out.println("keySet=" + map.keySet());

输出如下

keys=[skill x 3]
keySet=[skill]

上面这个skill x 3是什么鬼，实际上表示skill有三个，返回的容器可以理解为List，不去重

而下面的KeySet()则返回的是个Set，会去重

2.7 输出所有的value

map.values()

通过上面的再理解这个就简单了，所有的value都合并再一个List，接下来我们看一下两种遍历方式

HashMultimap<String, Integer> map = HashMultimap.create();
map.putAll("skill", Arrays.asList(100, 200, 300));
map.put("a", 100);


for (Integer v: map.values()) {
    System.out.println(v);
}

实际输出如下

100
100
200
300

3. 小结

这里主要介绍的是Gauva的容器HashMultimap的数据模型及使用姿势，知识点相对来说比较基础，再实际使用的时候，请牢记，把它看作是简单方便易使用的 HashMap<K, HashSet<V>> 即可，重点注意value中的元素不能重复即可

那么当我们希望value是个List时，可以怎么整呢？

?此时可以使用 LinkedMultiValueMap 来替代，它的底层数据结构实际上就是 HashMap<K, LinkedHashMap<V>>

?使用 ArrayListMultimap 也可以，底层数据结构为 HashMap<K, ArrayList<V>>

最后提一句，guava的这几个容器的实现，其源码阅读起来不会吃力，且设计思路也非常典型，比如如果让我们自己来基于jdk的基础容器实现一个类似的容器，如何优雅的去实现呢？ 这里就给了一个标准答案，强烈推荐有兴趣的小伙伴瞅一下

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References

[1] Guava HashMultimap使用及注意事项: https://blog.hhui.top/
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