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Java Multimap实现类与操作的具体示例

作者：A-angular

Multimap出现在Google的Guava库中,它为Java提供了更加灵活的集合操作,这篇文章主要介绍了Java Multimap实现类与操作的具体示例,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下

一、Multimap 概述

Multimap 是 Google Guava 库中提供的一种集合类型，它扩展了传统的 Map 概念，允许一个键对应多个值。与标准的 Map<K, List<V>> 或 Map<K, Set<V>> 相比，Multimap 提供了更简洁的 API 和更强大的功能。

Multimap 主要特点：

二、Multimap 实现类

Guava 提供了多种 Multimap 实现，每种实现都有不同的特性和使用场景。

1. ListMultimap 系列

特点：值以 List 形式存储，允许重复值，保留插入顺序

实现类描述是否线程安全
ArrayListMultimap使用 ArrayList 作为值集合否
LinkedListMultimap使用 LinkedList 作为值集合否
ImmutableListMultimap不可变实现是

2. SetMultimap 系列

特点：值以 Set 形式存储，不允许重复值

实现类描述是否线程安全
HashMultimap使用 HashSet 作为值集合否
LinkedHashMultimap使用 LinkedHashSet 作为值集合，保留插入顺序否
TreeMultimap使用 TreeSet 作为值集合，按键和值排序否
ImmutableSetMultimap不可变实现是

3. 其他实现

实现类描述是否线程安全
Multimaps.synchronizedMultimap同步包装器，使任何 Multimap 线程安全是
Multimaps.unmodifiableMultimap不可修改视图是

三、Multimap 基本操作示例

1. 创建 Multimap

// 创建ArrayListMultimap
ListMultimap<String, String> listMultimap = ArrayListMultimap.create();

// 创建HashMultimap
SetMultimap<String, Integer> setMultimap = HashMultimap.create();

// 创建不可变Multimap
ImmutableListMultimap<String, String> immutableMultimap = ImmutableListMultimap.of(
    "key1", "value1",
    "key1", "value2",
    "key2", "value3"
);

2. 添加元素

ListMultimap<String, String> multimap = ArrayListMultimap.create();

// 添加单个元素
multimap.put("fruit", "apple");
multimap.put("fruit", "banana");
multimap.put("fruit", "orange");
multimap.put("vegetable", "carrot");

// 添加多个元素
multimap.putAll("fruit", Arrays.asList("pear", "grape"));
multimap.putAll("vegetable", Arrays.asList("potato", "tomato"));

3. 获取元素

// 获取某个键的所有值
List<String> fruits = multimap.get("fruit"); // [apple, banana, orange, pear, grape]

// 获取第一个值
String firstFruit = multimap.get("fruit").get(0); // apple

// 检查键是否存在
boolean hasFruit = multimap.containsKey("fruit"); // true

// 检查键值对是否存在
boolean hasApple = multimap.containsEntry("fruit", "apple"); // true

4. 删除元素

// 删除键的所有值
multimap.removeAll("fruit"); // 返回被删除的值列表

// 删除特定键值对
multimap.remove("vegetable", "tomato"); // 返回boolean表示是否删除成功

// 清空所有元素
multimap.clear();

5. 视图操作

// 获取所有键的集合（去重）
Set<String> keys = multimap.keySet();

// 获取所有值的集合（不去重）
Collection<String> values = multimap.values();

// 获取键值对集合
Collection<Map.Entry<String, String>> entries = multimap.entries();

// 将Multimap转换为Map<K, Collection<V>>
Map<String, Collection<String>> mapView = multimap.asMap();

四、不同实现类的具体示例

1. ArrayListMultimap 示例

// 创建ArrayListMultimap
ListMultimap<String, Integer> scores = ArrayListMultimap.create();

// 添加元素
scores.put("Alice", 90);
scores.put("Alice", 85);
scores.put("Bob", 75);
scores.put("Bob", 80);
scores.put("Bob", 82);

// 获取元素
List<Integer> aliceScores = scores.get("Alice"); // [90, 85]
List<Integer> bobScores = scores.get("Bob"); // [75, 80, 82]

// 允许重复值
scores.put("Alice", 90);
List<Integer> newAliceScores = scores.get("Alice"); // [90, 85, 90]

2. HashMultimap 示例

// 创建HashMultimap
SetMultimap<String, String> tags = HashMultimap.create();

// 添加元素
tags.put("article1", "tech");
tags.put("article1", "java");
tags.put("article1", "programming");
tags.put("article2", "design");
tags.put("article2", "ui");

// 尝试添加重复值
tags.put("article1", "java"); // 不会有任何效果

// 获取元素
Set<String> article1Tags = tags.get("article1"); // [tech, java, programming]
Set<String> article2Tags = tags.get("article2"); // [design, ui]

3. TreeMultimap 示例

// 创建TreeMultimap（按键和值排序）
TreeMultimap<String, Integer> sortedScores = TreeMultimap.create();

// 添加元素（乱序）
sortedScores.put("Bob", 80);
sortedScores.put("Alice", 90);
sortedScores.put("Bob", 75);
sortedScores.put("Alice", 85);

// 获取元素（自动排序）
SortedSet<Integer> aliceSortedScores = sortedScores.get("Alice"); // [85, 90]
SortedSet<Integer> bobSortedScores = sortedScores.get("Bob"); // [75, 80]

// 整个Multimap也是按键排序的
System.out.println(sortedScores); // {Alice=[85, 90], Bob=[75, 80]}

4. ImmutableListMultimap 示例

// 创建不可变Multimap
ImmutableListMultimap<String, String> immutableMap = ImmutableListMultimap.<String, String>builder()
    .put("colors", "red")
    .put("colors", "green")
    .put("colors", "blue")
    .put("shapes", "circle")
    .put("shapes", "square")
    .build();

// 尝试修改会抛出UnsupportedOperationException
// immutableMap.put("colors", "yellow"); // 错误！

// 安全地获取数据
List<String> colors = immutableMap.get("colors"); // [red, green, blue]

五、高级操作与工具方法

1. 使用 Multimaps 工具类

// 从Map<K, Collection<V>>创建Multimap
Map<String, List<Integer>> map = new HashMap<>();
map.put("a", Arrays.asList(1, 2, 3));
map.put("b", Arrays.asList(4, 5));
ListMultimap<String, Integer> multimap = Multimaps.forMap(map);

// 转换Multimap的值类型
ListMultimap<String, String> stringMultimap = ArrayListMultimap.create();
stringMultimap.put("key", "1");
stringMultimap.put("key", "2");
ListMultimap<String, Integer> intMultimap = Multimaps.transformValues(stringMultimap, Integer::valueOf);

// 反转Multimap（键值互换）
SetMultimap<Integer, String> inverted = Multimaps.invertFrom(stringMultimap, HashMultimap.create());

2. 过滤操作

ListMultimap<String, Integer> scores = ArrayListMultimap.create();
scores.put("Alice", 90);
scores.put("Alice", 85);
scores.put("Bob", 75);
scores.put("Bob", 80);

// 过滤出分数大于80的条目
Multimap<String, Integer> highScores = Multimaps.filterEntries(scores, 
    entry -> entry.getValue() > 80);

System.out.println(highScores); // {Alice=[90, 85]}

3. 同步包装

ListMultimap<String, String> unsafeMultimap = ArrayListMultimap.create();

// 创建线程安全版本
ListMultimap<String, String> safeMultimap = Multimaps.synchronizedListMultimap(unsafeMultimap);

// 现在可以安全地在多线程环境中使用
safeMultimap.put("key", "value");

六、性能比较与选择指南

实现类键存储值存储允许重复值顺序保证典型用途
ArrayListMultimapHashMapArrayList是插入顺序需要保留插入顺序且允许重复值的场景
LinkedListMultimapLinkedHashMapLinkedList是插入顺序需要频繁在中间插入/删除的场景
HashMultimapHashMapHashSet否无需要快速查找且不需要重复值的场景
LinkedHashMultimapLinkedHashMapLinkedHashSet否插入顺序需要保留插入顺序且不允许重复值的场景
TreeMultimapTreeMapTreeSet否排序顺序需要按键和值排序的场景
ImmutableListMultimap不可变不可变是构造顺序需要不可变集合的场景
ImmutableSetMultimap不可变不可变否构造顺序需要不可变集合且不允许重复值的场景

选择建议：

七、常见问题解答

Q1: Multimap 和 Map<K, List> 有什么区别？

A1: 主要区别在于：

Q2: 如何将 Multimap 转换为传统的 Map？

A2: 可以使用 asMap() 方法：

ListMultimap<String, String> multimap = ArrayListMultimap.create();
multimap.put("key", "value1");
multimap.put("key", "value2");

Map<String, Collection<String>> map = multimap.asMap();

Q3: Multimap 是线程安全的吗？

A3: 大多数 Multimap 实现不是线程安全的，除了：

Q4: 如何统计 Multimap 中每个键对应的值数量？

A4: 可以使用 Multimap 的 keys() 方法结合 Multisets：

ListMultimap<String, String> multimap = ArrayListMultimap.create();
// 添加元素...

Multiset<String> counts = HashMultiset.create(multimap.keys());
System.out.println(counts); // 显示每个键的出现次数

八、总结

Guava 的 Multimap 提供了一种优雅的方式来处理键到多个值的映射关系，比传统的 Map<K, Collection<V>> 更加方便和强大。通过选择合适的实现类，可以满足各种不同的业务需求，包括是否需要允许重复值、是否需要保持顺序、是否需要排序等功能。

在实际开发中，Multimap 特别适用于以下场景：

掌握 Multimap 的使用可以显著简化代码，提高开发效率，是 Java 开发者工具箱中不可或缺的工具之一。

到此这篇关于Java Multimap实现类与操作具体示例的文章就介绍到这了,更多相关Java Multimap类操作示例内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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