Відповіді на найпопулярніші питання про інтерфейс Map

Вітання! Сьогодні ми дамо відповіді на найпоширеніші питання про Map, але спочатку давай згадаємо, що це таке. Map - це структура даних, яка містить набір пар "ключ-значення". За структурою даних нагадує словник, тому її часто так і називають. У той же час, Map є інтерфейсом , і в стандартному JDK містить основні реалізації: Hashmap, LinkedHashMap, Hashtable, TreeMap. Найпопулярніша реалізація — Hashmap, тому її використовуватимемо в наших прикладах. Ось так виглядає стандартне створення та заповнення карти:

Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
map.put(1, "string 1");
map.put(2, "string 2");
map.put(3, "string 3");

А так – отримання значень за ключом:

String string1 = map.get(1);
String string2 = map.get(2);
String string3 = map.get(3);

Якщо все з вищесказаного зрозуміло, приступимо до наших відповідей на популярні питання!

0. Як перебрати всі значення Map

Перебір значень - найчастіша операція, яку ви виконуєте з картами. Усі пари (ключ-значення) зберігаються у внутрішньому інтерфейсі Map.Entry, щоб отримати їх, потрібно викликати метод entrySet(). Він повертає безліч (Set) пар, які можна перебрати в циклі:

for(Map.Entry<Integer, String> entry: map.entrySet()) {
   // get key
   Integer key = entry.getKey();
   // get value
   String value = entry.getValue();
}

Или используя итератор:
Iterator<Map.Entry<Integer, String>> itr = map.entrySet().iterator();
while(itr.hasNext()) {
   Map.Entry<Integer, String> entry =  itr.next();
   // get key
   Integer key = entry.getKey();
   // get value
   String value = entry.getValue();
}

1. Як конвертувати Map у List

Інтерфейс Map має 3 методи, які повертають перелік елементів:

• keySet() - повертає безліч (Set) ключів;
• values() - повертає колекцію (Collection) значень;
• entrySet() - повертає безліч (Set) наборів "ключ-значення".

Якщо заглянути в конструктори класу ArrayList, можна побачити, що є конструктор з аргументом типу Collection. Оскільки Set є спадкоємцем Collection, результати всіх вищезгаданих методів можна передати в конструктор класу ArrayList. Таким чином, ми створимо нові списки і заповнимо їх значеннями з Map:

// key list
List<Integer> keyList = new ArrayList<>(map.keySet());
// value list
List<String> valueList = new ArrayList<>(map.values());
// key-value list
List<Map.Entry<Integer, String>> entryList = new ArrayList<>(map.entrySet());

2. Як відсортувати ключі карти

Сортування карт - теж досить часта операція в програмуванні. Зробити це можна кількома способами:

1. Помістити Map.Entry до списку та відсортувати його за допомогою Comparator .

   У компараторі порівнюватимемо виключно ключі пар:

   List> list = new ArrayList(map.entrySet());
   Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<Integer, String>>() {
      @Override
      public int compare(Map.Entry<Integer, String> o1, Map.Entry<Integer, String> o2) {
          return o1.getKey() - o2.getKey();
      }
   });
   

   Якщо розібрався з лямбдами, цей запис можна суттєво скоротити:

   Collections.sort(list, Comparator.comparingInt(Map.Entry::getKey));

2. Використовувати SortedMap, а точніше, її реалізацію - TreeMap, Яка в конструкторі приймає Comparator. Цей компаратор буде застосовуватися до ключів карти, тому ключами повинні бути класи, що реалізують інтерфейс Comparable:

   SortedMap<Integer, String> sortedMap = new TreeMap<>(new Comparator<Integer>() {
      @Override
      public int compare(Integer o1, Integer o2) {
          return o1 - o2;
      }
   });

   І, звичайно, все можна переписати, використовуючи лямбди:

   SortedMap<Integer, String> sortedMap = new TreeMap<>(Comparator.comparingInt(o -> o));

   На відміну від першого способу, використовуючи SortedMap, ми завжди зберігатимемо дані у відсортованому вигляді.

3. Як відсортувати карти

Тут варто використовувати підхід, аналогічний першому для ключів – отримувати список значень та сортувати їх у списку:

List <Map.Entry<Integer, String>> valuesList = new ArrayList(map.entrySet());
Collections.sort(list, new Comparator<Map.Entry<Integer, String>>() {
   @Override
   public int compare(Map.Entry<Integer, String> o1, Map.Entry<Integer, String> o2) {
       return o1.getValue().compareTo(o2.getValue());
   }
});

І лямбда для цього виглядає так:

Collections.sort(list, Comparator.comparing(Map.Entry::getValue));

4. У чому різниця між HashMap, TreeMap і Hashtable

Як згадувалося раніше, існують три основні реалізації інтерфейсу Map. Кожна з них має свої особливості:

1. Порядок елементів. HashMapі Hashtableне гарантують, що елементи зберігатимуться у порядку додавання. Крім того, вони не гарантують, що порядок елементів не змінюватиметься з часом. У свою чергу, TreeMapгарантує зберігання елементів у порядку додавання або відповідно до заданого компаратора.

2. Допустимі значення. HashMapдозволяє мати ключ і значення null HashTable- ні. TreeMap може використовувати значення null, тільки якщо це дозволяє компаратор. Без використання компаратора (при зберіганні пар додавання) значення null не допускається.

3. Синхронізація. Тільки HashTableсинхронізована, решта — ні. Якщо до карти не звертатимуться різні потоки, рекомендується використовувати HashMap замість HashTable.

І загальне порівняння реалізацій:

5. Як створити двонаправлену карту

Іноді з'являється необхідність використовувати структуру даних, в якій і ключі, і значення будуть унікальними, тобто карта міститиме пари "ключ-ключ". Така структура даних дозволяє створити "інвертований перегляд/пошук" по карті. Тобто, ми можемо знайти ключ за його значенням. Цю структуру даних називають двонаправленою картою, яка, на жаль, не підтримується JDK. Але, на щастя, її реалізацію можна знайти у бібліотеках Apache Common Collections чи Guava. Там вона називається BidiMap та BiMap відповідно. Ці реалізації вводять обмеження на унікальність ключів та значень. Таким чином, виходять відносини one-to-one.

6. Як створити порожню Map

Створити порожню карту можна двома способами:

1. Звичайна ініціалізація об'єкта:

   Map<Integer, String> emptyMap = new HashMap<>();

2. Створення незмінної (immutable) порожньої карти:

   Map<Integer, String> emptyMap =  Collections.emptyMap();

При спробі додавання даних до такої карти ми отримаємо: UnsupportedOperationExceptionвиняток. У цій статті ми розглянули найчастіші питання, які могли б виникнути у тебе при використанні інтерфейсу Map.