Java工具库Guava的不可变集合和新集合类型Multiset、Multimap、BiMap、RangeSet、RangeMap等的使用示例

叁歲伎倆 2023-10-11 19:51 13阅读 0赞

## 场景 ##

Java核心工具库Guava介绍以及Optional和Preconditions使用进行非空和数据校验：

[Java核心工具库Guava介绍以及Optional和Preconditions使用进行非空和数据校验\_霸道流氓气质的博客-CSDN博客\_guava 校验][Java_Guava_Optional_Preconditions_-CSDN_guava]

在上面引入Guava的基础上。学习其不可变集合和新集合类型的使用

### 不可变集合 ###

1、当对象被不可信的库调用时，不可变形式是安全的。

2、不可变对象被多个线程调用时，不存在竞态条件问题。

3、不可变集合不需要考虑变化，因此可以节省时间和空间。所有不可变的集合都比他们的可变形式有更好的内存利用率。

4、不可变对象因为固定不变，可以作为常量来安全使用。

注：

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#### 不可变集合的创建 ####

1、copyOf方法

//创建不可变集合的方式
            List<String> list = new ArrayList<String>(){
       {
                this.add("badao");
                this.add("de");
                this.add("chengxvyuan");
            }};
    
            //1、copyOf方法
            ImmutableList<String> strings = ImmutableList.copyOf(list);
            System.out.println(strings);//[badao, de, chengxvyuan]
            list.add("add");
            System.out.println(strings);//[badao, de, chengxvyuan]

并且当原集合改变时，copy的不会改变

2、of方法

ImmutableList<String> of = ImmutableList.of("a", "b", "d", "c");
            System.out.println(of);//[a, b, d, c]

3、Builder工具

ImmutableSet<Object> add = ImmutableSet.builder()
                    .addAll(list)
                    .add("add")
                    .build();
            System.out.println(add);//[badao, de, chengxvyuan, add]

#### ImmutableSortedSet有序不可变集合 ####

对于有序不可变集合，排序在构造集合时就完成

ImmutableSortedSet<String> of2 = ImmutableSortedSet.of("a", "d", "a", "c", "b", "a");
            System.out.println(of2);//[a, b, c, d]

#### asList视图 ####

所有不可变集合都有一个asList()方法提供ImmutableList视图

System.out.println(ImmutableSet.of("a","a","b","c").asList());//[a, b, c]
            System.out.println(ImmutableSet.of("a","a","b","c").asList().get(0));//a

### 新集合类型 ###

#### Multiset ####

Multiset,可以多次添加相等的元素，Multiset元素顺序是无关的，Multiset\{a,a,b\} 与\{a,b,a\}是相等的

可以将其看做是没有元素顺序限制的ArrayList

1、添加单个给定元素

Multiset<String> multiSet = HashMultiset.create();
            multiSet.add("badao");
            multiSet.add("badao");
            multiSet.add("de");
            multiSet.add("de");

2、获取元素个数

System.out.println(multiSet.size());//4

3、添加多个给定元素

List<String> list = new ArrayList<String>(){
       {
                this.add("badao");
                this.add("de");
                this.add("chengxvyuan");
            }};
            //size获取元素个数
            System.out.println(multiSet.size());//4
            //添加多个给定元素
            multiSet.addAll(list);
            System.out.println(multiSet.size());//7

4、iterator()返回一个迭代器，包含Multiset的所有元素(包括重复元素)

Iterator<String> it = multiSet.iterator();
            while (it.hasNext()) {
                System.out.println(it.next());
            }

也可以将其看做是Map<E,Interger> 键为元素，值为计数

1、count(Object)返回给定元素的计数

System.out.println("badao元素的计数为:"+multiSet.count("badao"));//badao元素的计数为:3

2、elementSet() Multiset不重复元素的集合，类型为Set<E>

System.out.println(multiSet.elementSet());//[badao, de, chengxvyuan]

3、entrySet()和Map的entrySet类似，返回Set<Multiset.Entry<E>> 其中包含的Entry支持getElement()和getCount()方法

multiSet.entrySet().forEach(stringEntry -> {
                System.out.println(stringEntry.getElement()+stringEntry.getCount());
            });

4、add(E,int) 增加给定元素在Multiset中的计数

System.out.println( multiSet.count("badao"));//3
            multiSet.add("badao",3);
            System.out.println(multiSet.count("badao"));//6

5、设置给定元素在Multiset中的计数

multiSet.setCount("badao",1);
            System.out.println(multiSet.count("badao"));//1

#### SortedMultiset ####

SortedMultiset是Multiset接口的变种，它支持高效地获取指定范围的子集

SortedMultiset sortedMultiset = TreeMultiset.create();
            sortedMultiset.add(0);
            sortedMultiset.add(1);
            sortedMultiset.add(2);
            sortedMultiset.add(2);
            sortedMultiset.add(3);
            sortedMultiset.add(5);
            sortedMultiset.add(6);
            sortedMultiset.add(8);
            sortedMultiset.add(9);
    
            //统计在0到5以内的数量，包含0，不包含5
            int size = sortedMultiset.subMultiset(0, BoundType.CLOSED, 5, BoundType.OPEN).size();
            int size1 = sortedMultiset.size();
            // 创建一个数值格式化对象
            NumberFormat numberFormat = NumberFormat.getInstance();
            // 设置精确到小数点后2位
            numberFormat.setMaximumFractionDigits(2);
            String result = numberFormat.format((float)size/(float)size1);
            System.out.println(result);//0.56

### Multimap ###

Multimap 是把键映射到任意多个值的一般方式，不会有任何键映射到空集合:一个键要么至少到一个值，要么不存在Multimap中

1、Multimap的创建

Multimap multimap = HashMultimap.create();

2、添加键到单个值的映射

multimap.put("a",1);
            multimap.put("a",2);
            multimap.put("a",3);
            multimap.put("b",3);

3、get(key)以集合形式返回键所对应的值视图，即使没有任何对应的值，也会返回空集合

Collection a = multimap.get("a");
            System.out.println(a);//[1, 2, 3]

4、putAll(K,Iterable<V>) 依次添加键到多个值的映射

multimap.putAll("c",
                    new ArrayList(){
                        {
                            this.add(1);
                            this.add(2);
                            this.add(3);
                            this.add(4);
                        }
                    });
            System.out.println(multimap.get("c"));//[1, 2, 3, 4]

5、remove(K,V)移除键到值的映射；如果有这样的键值并成功移除，返回true

multimap.remove("c",1);
            System.out.println(multimap.get("c"));//[2, 3, 4]

6、removeAll(K) 清除键对应的所有值，返回的集合包含所有之前映射到K的值，但修改这个集合就不会影响到Multimap了

//multimap.removeAll("c");
            System.out.println(multimap.get("c"));//[]

7、replaceValues(K,Iterable<K>)清除键对应的所有值，并重新把key关联到Iterable中的每个元素。

multimap.replaceValues("c",new ArrayList(){
       {
                this.add(6);
                this.add(7);
            }});
            System.out.println(multimap.get("c"));//[6, 7]

8、asMap为Multimap<K,V>提供Map<K,Collection>形式的视图。返回的Map支持remove操作，并且会

反映到底层的Multimap,但它不支持put或putAll操作。

Map map = multimap.asMap();
            System.out.println(map);//{a=[1, 2, 3], b=[3], c=[6, 7]}

9、entries用Collection<Map.Entry<K,V>>返回Multimap中所有“键-单个值映射”，包括重复键

Collection entries = multimap.entries();
            System.out.println(entries);//[a=1, a=2, a=3, b=3, c=6, c=7]

10、keySet用Set表示Multimap中所有不同的键

System.out.println(multimap.keySet());//[a, b, c]

11、keys用Multiset表示Multimap中的所有键，每个键重复出现的次数等于它映射的值的个数

可以从这个Multiset中移除元素，但不能做添加操作；移除操作会反映到底层的Multimap

System.out.println(multimap.keys());//[a x 3, b, c x 2]

12、values()用一个扁平的Collection包含Multimap中的所有值。

System.out.println(multimap.values());//[1, 2, 3, 3, 6, 7]

### BiMap ###

BiMap<K,V>是特殊的Map: 可以用inverse()反转BiMap<K,V>的键值映射，保证值是唯一的，因此valus()返回Set而不是普通的Collection

1、在BiMap中，如果你想把键映射到已经存在的值，会抛出IllegalArgumentException

HashBiMap<String,Integer> biMap = HashBiMap.create();
            biMap.put("a",1);
            //biMap.put("b",1);//java.lang.IllegalArgumentException

2、如果对特定的值，想要强制替换它的键,使用forcePut

System.out.println(biMap.get("a"));//1
            biMap.forcePut("b",1);
            System.out.println(biMap.get("b"));//1

3、put和Inverse

HashBiMap<String,Integer> biMap2 = HashBiMap.create();
            biMap2.put("a",1);
            biMap2.put("a",2);
            System.out.println(biMap2);//{a=2}
    
            BiMap<Integer, String> inverse = biMap2.inverse();
            System.out.println(inverse);//{2=a}

### Table ###

Guava提供了Table,它有两个支持所有类型的键：“行“和”列“

1、put

HashBasedTable<Integer, Integer, String> table = HashBasedTable.create();
            table.put(1,1,"java");
            table.put(1,2,"c");
            table.put(2,1,"c++");
            table.put(2,2,"c#");

2、row(r)用Map<C,V>返回给定“行”的所有列，对这个map进行的写操作也将写入Table中

Map<Integer, String> row = table.row(1);
            System.out.println(row);//{1=java, 2=c}

3、rowMap() 用Map<R,Map<C,V>> 表现Table<R,C,C>

Map<Integer, Map<Integer, String>> integerMapMap = table.rowMap();
           System.out.println(integerMapMap);//{1={1=java, 2= c},2={1=c++, 2=c#}}

4、rowKeySet()返回行的集合set

Set<Integer> integers = table.rowKeySet();
            System.out.println(integers);//[1, 2]

5、column 返回指定列

System.out.println(table.column(2));//{1=c, 2= c#}

6、columnMap 用Map<C,Map<R,V>> 表现Table<R,C,C>

System.out.println(table.columnMap());//{1={1=java, 2= c++},2={1=c, 2=c#}}

7、columnKeySet返回所有列的集合set

System.out.println(table.columnKeySet());//[1, 2]

8、cellSet()用元素类型为Table.Cell<R,C,V>的Set表现Table<R,C,V>

System.out.println(table.cellSet());//[(1,1)=java, (1,2)=c, (2,1)=c++, (2,2)=c#]

### ClassToInstanceMap ###

ClassToInstanceMap是一种特殊的Map:它的键是类型，而值是符合键所指类型的对象。

ClassToInstabceMap额外声明了两个方法 T getInstance(Class) 和 T putInstance(Class,T),从而避免强制类型转换，同时保证了类型安全

ClassToInstanceMap<Number> instanceMap = MutableClassToInstanceMap.create();
            instanceMap.putInstance(Integer.class,Integer.valueOf(0));
            System.out.println(instanceMap.getInstance(Integer.class));//0

### RangeSet ###

RangeSet描述了一组不相连的、非空的区间。当把一个区间添加到可变的RangeSet时，所有相连的区间会被合并，空区间会被忽略

1、创建和添加

RangeSet<Integer> rangeSet = TreeRangeSet.create();
            rangeSet.add(Range.closed(1,10));
            System.out.println(rangeSet);//[[1..10]]
            rangeSet.add(Range.closedOpen(11,15));
            System.out.println(rangeSet);//[[1..10], [11..15)]
            rangeSet.add(Range.closedOpen(15,20));
            System.out.println(rangeSet);//[[1..10], [11..20)]
            rangeSet.add(Range.openClosed(0,0));
            System.out.println(rangeSet);//[[1..10], [11..20)]
            rangeSet.remove(Range.open(5,10));
            System.out.println(rangeSet);//[[1..5], [10..10], [11..20)]

2、complement()返回RangeSet的补集视图

System.out.println(rangeSet.complement());//[(-∞..1), (5..10), (10..11), [20..+∞)]

3、subRangeSet(Range)返回RangeSet与Range的交集视图

System.out.println(rangeSet.subRangeSet(Range.closedOpen(15,30)));//[[15..20)]

4、asRanges()用Set<Range>表现RangeSet,这样可以遍历其中的Range

Set<Range<Integer>> ranges = rangeSet.asRanges();
            System.out.println(ranges);//[[1..5], [10..10], [11..20)]

5、contains(C) 判断RangeSet中是否有任何区间包含给定元素

System.out.println(rangeSet.contains(6));//false
            System.out.println(rangeSet.contains(11));//true

6、rangeContaining(C)返回包含给定元素的区间；若没有这样的区间，则返回null

System.out.println(rangeSet.rangeContaining(6));//null
            System.out.println(rangeSet.rangeContaining(11));//[11..20)

7、encloses判断RangeSet中是否有任何区间包括给定区间

System.out.println(rangeSet.encloses(Range.closedOpen(11,15)));//true
            System.out.println(rangeSet.encloses(Range.closedOpen(6,9)));//false
            System.out.println(rangeSet.encloses(Range.closedOpen(15,25)));//false

8、span返回包含RangeSet中所有区间的最小区间

System.out.println(rangeSet.span());//[1..20)

### RangeMap ###

RangeMap描述了“不想交的、非空的区间” 到特定值的映射，和RangeSet不同，RangeMap不会和并相邻的映射，即使相邻的区间映射到相同的值

1、创建和put

RangeMap<Integer,String> rangeMap = TreeRangeMap.create();
            rangeMap.put(Range.closed(1,10),"badao");
            System.out.println(rangeMap);//[[1..10]=badao]
            rangeMap.put(Range.open(3,6),"de");
            System.out.println(rangeMap);//[[1..3]=badao, (3..6)=de, [6..10]=badao]
            rangeMap.put(Range.open(10,20),"chengxvyuan");
            System.out.println(rangeMap);//[[1..3]=badao, (3..6)=de, [6..10]=badao, (10..20)=chengxvyuan]
            rangeMap.remove(Range.closed(5,11));
            System.out.println(rangeMap);//[[1..3]=badao, (3..5)=de, (11..20)=chengxvyuan]

2、asMapOfRanges() 用Map<Range,V>表现RangeMap,这可以用来遍历RangeMap

Map<Range<Integer>, String> rangeStringMap = rangeMap.asMapOfRanges();
            System.out.println(rangeStringMap);//{[1..3]=badao, (3..5)=de, (11..20)=chengxvyuan}

3、subRangeMap(Range)用RangeMap类型返回RangeMap与给定Range的交集视图

System.out.println(rangeMap.subRangeMap(Range.closed(2,4)));//{[2..3]=badao, (3..4]=de}

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