Java中直接初始化HashMap的方法

技術背景

在Java編程中，HashMap 是常用的數(shù)據(jù)結構，用于存儲鍵值對。有時我們需要在創(chuàng)建 HashMap 的同時就初始化一些固定的、不會改變的值。然而，Java并沒有像某些動態(tài)語言那樣的直接字面量初始化語法，因此需要通過一些特定的方式來實現(xiàn)。

實現(xiàn)步驟

所有版本

若只需單個鍵值對，可使用 Collections.singletonMap("key", "value")。

Java 9及更高版本

Java 9引入了一些工廠方法，簡化了 Map 的創(chuàng)建：

• Map.of：適用于最多10個元素的情況。

Map<String, String> test1 = Map.of(
    "a", "b",
    "c", "d"
);

• Map.ofEntries：適用于任意數(shù)量元素的情況。

import static java.util.Map.entry;    
Map<String, String> test2 = Map.ofEntries(
    entry("a", "b"),
    entry("c", "d")
);

注意，上述方法創(chuàng)建的 Map 是不可變的。若需要可變的 Map，可以進行復制，如 mutableMap = new HashMap<>(Map.of("a", "b"));。同時，鍵和值都不能為 null。

Java 8及以下版本

• 使用匿名子類的初始化器：

Map<String, String> myMap = new HashMap<String, String>() {{
    put("a", "b");
    put("c", "d");
}};

不過，匿名子類可能會引入一些不必要的行為，例如生成額外的類，增加內(nèi)存和磁盤空間消耗以及啟動時間；在非靜態(tài)方法中，它會持有創(chuàng)建方法所在對象的引用，導致外部類對象在創(chuàng)建的 Map 對象仍被引用時無法被垃圾回收。

• 使用函數(shù)進行初始化：

Map<String, String> myMap = createMap();

private static Map<String, String> createMap() {
    Map<String,String> myMap = new HashMap<String,String>();
    myMap.put("a", "b");
    myMap.put("c", "d");
    return myMap;
}

使用第三方庫（如Guava）

Guava的 ImmutableMap 可以實現(xiàn)類似字面量的簡潔初始化：

• 對于最多5個鍵值對的情況：

Map<String, String> test = ImmutableMap.of("k1", "v1", "k2", "v2");

• 對于更多鍵值對的情況，使用構建器：

Map<String, String> test = ImmutableMap.<String, String>builder()
    .put("k1", "v1")
    .put("k2", "v2")
    ...
    .build();

需要注意的是，Guava的 ImmutableMap 實現(xiàn)與Java的 HashMap 實現(xiàn)不同，它是不可變的，并且不允許 null 鍵和值。

Java 8使用Stream和Collectors

import static java.util.stream.Collectors.toMap;
import java.util.AbstractMap.SimpleEntry;

Map<String, String> myMap = Stream.of(
         new SimpleEntry<>("key1", "value1"),
         new SimpleEntry<>("key2", "value2"),
         new SimpleEntry<>("key3", "value3"))
        .collect(toMap(SimpleEntry::getKey, SimpleEntry::getValue));

這種方法的優(yōu)點是不會創(chuàng)建匿名類。

最佳實踐

• 若使用Java 9及以上版本，優(yōu)先使用 Map.of 或 Map.ofEntries 方法，因為它們簡潔且能保證代碼的可讀性和性能。
• 若需要使用第三方庫，Guava的 ImmutableMap 是一個不錯的選擇，特別是在需要不可變 Map 的場景下。
• 避免過度使用匿名子類初始化，因為它可能會帶來不必要的性能開銷和內(nèi)存占用。

常見問題

• 匿名子類初始化的問題：匿名子類會生成額外的類，增加內(nèi)存和磁盤空間消耗以及啟動時間，還可能導致內(nèi)存泄漏。
• 不可變 Map 的修改問題：使用 Map.of 或 ImmutableMap 創(chuàng)建的 Map 是不可變的，若嘗試修改會拋出異常。
• Collectors.toMap 的 null 值問題：Collectors.toMap 依賴于 Map.merge，不允許 null 值，否則會拋出 NullPointerException。若需要處理 null 值，可以使用自定義收集器。

Map<String, String> myMap = Stream.of(
         new SimpleEntry<>("key1", "value1"),
         new SimpleEntry<>("key2", (String) null),
         new SimpleEntry<>("key3", "value3"),
         new SimpleEntry<>("key1", "value1updated"))
        .collect(HashMap::new,
                (map, entry) -> map.put(entry.getKey(),
                                        entry.getValue()),
                HashMap::putAll);

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