Java学习之HashMap: 如何正确实现Map的entrySet()方法

通过继承AbstractMap我们可以很容易实现自己的Map，我们只需要实现唯一的抽象的entrySet()方法。 以下是来自《Jav编程思想》(第四版第17章的例子)，继承AbstractMap实现了自己的SlowMap。 另外还应该注意， 如果要创建自己的Map，还必须同时定义Map.Entry的实现。

 

总结起来实现自定义Map需要以下两个步骤：

1. 继承AbstractMap需要实现entrySet()方法
2. 实现自己的Map.Entry

 

//: containers/MapEntry.java
// A simple Map.Entry for sample Map implementations.
import java.util.*;

public class MapEntry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
  private K key;
  private V value;
  public MapEntry(K key, V value) {
    this.key = key;
    this.value = value;
  }
  public K getKey() { return key; }
  public V getValue() { return value; }
  public V setValue(V v) {
    V result = value;
    value = v;
    return result;
  }
  public int hashCode() {
    return (key==null ? 0 : key.hashCode()) ^
      (value==null ? 0 : value.hashCode());
  }
  public boolean equals(Object o) {
    if(!(o instanceof MapEntry)) return false;
    MapEntry me = (MapEntry)o;
    return
      (key == null ?
       me.getKey() == null : key.equals(me.getKey())) &&
      (value == null ?
       me.getValue()== null : value.equals(me.getValue()));
  }
  public String toString() { return key + "=" + value; }
} ///:~



//: containers/SlowMap.java
// A Map implemented with ArrayLists.
import java.util.*;
import net.mindview.util.*;

public class SlowMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> {
  private List<K> keys = new ArrayList<K>();
  private List<V> values = new ArrayList<V>();
  public V put(K key, V value) {
    V oldValue = get(key); // The old value or null
    if(!keys.contains(key)) {
      keys.add(key);
      values.add(value);
    } else
      values.set(keys.indexOf(key), value);
    return oldValue;
  }
  public V get(Object key) { // key is type Object, not K
    if(!keys.contains(key))
      return null;
    return values.get(keys.indexOf(key));
  }
  public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
    Set<Map.Entry<K,V>> set= new HashSet<Map.Entry<K,V>>();
    Iterator<K> ki = keys.iterator();
    Iterator<V> vi = values.iterator();
    while(ki.hasNext())
      set.add(new MapEntry<K,V>(ki.next(), vi.next()));
    return set;
  }
  public static void main(String[] args) {
    SlowMap<String,String> m= new SlowMap<String,String>();
    m.putAll(Countries.capitals(15));
    System.out.println(m);
    System.out.println(m.get("BULGARIA"));
    System.out.println(m.entrySet());
  }
} /* Output:
{CAMEROON=Yaounde, CHAD=N'djamena, CONGO=Brazzaville, CAPE VERDE=Praia, ALGERIA=Algiers, COMOROS=Moroni, CENTRAL AFRICAN REPUBLIC=Bangui, BOTSWANA=Gaberone, BURUNDI=Bujumbura, BENIN=Porto-Novo, BULGARIA=Sofia, EGYPT=Cairo, ANGOLA=Luanda, BURKINA FASO=Ouagadougou, DJIBOUTI=Dijibouti}
Sofia
[CAMEROON=Yaounde, CHAD=N'djamena, CONGO=Brazzaville, CAPE VERDE=Praia, ALGERIA=Algiers, COMOROS=Moroni, CENTRAL AFRICAN REPUBLIC=Bangui, BOTSWANA=Gaberone, BURUNDI=Bujumbura, BENIN=Porto-Novo, BULGARIA=Sofia, EGYPT=Cairo, ANGOLA=Luanda, BURKINA FASO=Ouagadougou, DJIBOUTI=Dijibouti]
*///:~

 以上是一个参考实现。这个解决方案看起来很简单并且没什么问题，但这并不是一个恰当的实现。主要问题是它创建了键和值的副本。entrySet()的恰当实现 应该在Map中提供视图，而不是副本，并且这个视图允许对原始的映射表进行修改，而副本则不行。

 

可以参考源码来学习正确的entrySet()应该如何实现。首先先看Map中entrySet()的声明

public interface Map<K,V> {
    /**
     * Returns a {@link Set} view of the mappings contained in this map.
     * The set is backed by the map, so changes to the map are
     * reflected in the set, and vice-versa.  If the map is modified
     * while an iteration over the set is in progress (except through
     * the iterator's own <tt>remove</tt> operation, or through the
     * <tt>setValue</tt> operation on a map entry returned by the
     * iterator) the results of the iteration are undefined.  The set
     * supports element removal, which removes the corresponding
     * mapping from the map, via the <tt>Iterator.remove</tt>,
     * <tt>Set.remove</tt>, <tt>removeAll</tt>, <tt>retainAll</tt> and
     * <tt>clear</tt> operations.  It does not support the
     * <tt>add</tt> or <tt>addAll</tt> operations.
     *
     * @return a set view of the mappings contained in this map
     */
    Set<Map.Entry<K, V>> entrySet();
}

注释文档明确指出，entrySet()返回的Set应该是Map所代表的映射表的一个View。对Map的修改应该会反映到这个Set，反过来对这个Set的修改也会反映到Map。特别地，当在这个Set上进行迭代的过程中，如果修改了Map(除非是通过这个Set的迭代器进行remov()e或setValue()操作)，那么迭代过程产生的结果是不确定的。 

 

再看HashMap中entrySet()方法的实现

    public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
	return entrySet0();
    }

    private Set<Map.Entry<K,V>> entrySet0() {
        Set<Map.Entry<K,V>> es = entrySet;
        return es != null ? es : (entrySet = new EntrySet());
    }

    private final class EntrySet extends AbstractSet<Map.Entry<K,V>> {
        public Iterator<Map.Entry<K,V>> iterator() {
            return newEntryIterator();
        }
        public boolean contains(Object o) {
            if (!(o instanceof Map.Entry))
                return false;
            Map.Entry<K,V> e = (Map.Entry<K,V>) o;
            Entry<K,V> candidate = getEntry(e.getKey());
            return candidate != null && candidate.equals(e);
        }
        public boolean remove(Object o) {
            return removeMapping(o) != null;
        }
        public int size() {
            return size;
        }
        public void clear() {
            HashMap.this.clear();
        }
    }

 EntrySet是HashMap的一个内部类，它继承自AbstractSet，必须需要实现iterator()和size()两个抽象方法。而HashMap的entrySet()不过是返回了EntrySet的一个实例。

注意，与我们之前定义的SlowMap的entrySet()相比，这里的entrySet()实现中没有进行任何创建副本的操作。不难发现，remove()和clear()等方法，最终会调用到EntrySet所在的外部对象(即一个HashMap实例)的相关方法，从而实现对Map的修改应该会反映到这个Set，反过来对这个Set的修改也会反映到Map。当然，除了直接在entrySet()方法返回的Set对象上直接进行操作，还可以获取这个Set的迭代器，通过迭代器来修改Map和对应的Set。这类修改，同样也应当需要实现对Map的修改应该会反映到这个Set，反过来对这个Set的修改也会反映到Map。这里涉及到HashMap.EntryIterator类，内容较多，后面接着分析

 

评论

2 楼 vincente 2014-03-23  

很专业

1 楼 kolen001 2013-09-23  

学习。。。。