第1章：引言 今天小黑要重點(diǎn)介紹的是Guava中超實(shí)用的一個(gè)工具：Multimap。Multimap這個(gè)東西，其實(shí)可以看作是Map的一個(gè)加強(qiáng)版。在Java標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，一個(gè)key只能對(duì)應(yīng)一個(gè)value，但在實(shí)際開(kāi)發(fā)中

第1章：引言

今天小黑要重點(diǎn)介紹的是Guava中超實(shí)用的一個(gè)工具：Multimap。Multimap這個(gè)東西，其實(shí)可以看作是Map的一個(gè)加強(qiáng)版。在Java標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，一個(gè)key只能對(duì)應(yīng)一個(gè)value，但在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)遇到一個(gè)key對(duì)應(yīng)多個(gè)value的情況，這時(shí)候就有點(diǎn)力不從心了。

比如，假設(shè)咱們要管理一個(gè)學(xué)校的課程表，一個(gè)老師（key）可能要教好幾門(mén)課（values）。用普通的Map來(lái)處理，就得把每門(mén)課程單獨(dú)存一次，顯然不太合適。這時(shí)候，Multimap就登場(chǎng)了，它允許我們輕松地把多個(gè)值跟一個(gè)鍵關(guān)聯(lián)起來(lái)。

第2章：Multimap簡(jiǎn)介

好，說(shuō)了這么多，咱們來(lái)具體看看Multimap是個(gè)什么樣的家伙。在Guava庫(kù)中，Multimap是一個(gè)接口，它定義了鍵到多值的映射。如果用最簡(jiǎn)單的話(huà)來(lái)說(shuō)，就是“一個(gè)鍵，多個(gè)值”。聽(tīng)起來(lái)是不是挺簡(jiǎn)單的？但實(shí)際上，這玩意兒能大顯身手。

先來(lái)看看，為什么要用Multimap而不是Java的HashMap之類(lèi)的呢？比如說(shuō)，小黑現(xiàn)在要管理一個(gè)社區(qū)的居民信息，一個(gè)家庭（key）里可能有好幾口人（values）。如果用HashMap，咱們可能得這樣寫(xiě)：

Map<String, List<String>> familyMembers = new HashMap<>();
List<String> members = familyMembers.get("張家");
if (members == null) {
    members = new ArrayList<>();
    familyMembers.put("張家", members);
}
members.add("張三");

看上去是不是有點(diǎn)復(fù)雜？而且這還只是添加一個(gè)成員的情況。如果要處理更多邏輯，比如刪除、查找，代碼就更復(fù)雜了。但用了Multimap，事情就簡(jiǎn)單多了：

Multimap<String, String> familyMembers = ArrayListMultimap.create();
familyMembers.put("張家", "張三");

是不是簡(jiǎn)潔多了？而且，Guava為咱們提供了好幾種Multimap，比如ListMultimap和SetMultimap。這些不同的Multimap實(shí)現(xiàn)，背后的邏輯也不一樣。ListMultimap就像它的名字一樣，每個(gè)key對(duì)應(yīng)一個(gè)List，也就是說(shuō)，相同的鍵值對(duì)可以添加多次。而SetMultimap，每個(gè)key對(duì)應(yīng)一個(gè)Set，它保證了每個(gè)鍵的所有值都是唯一的。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Multimap就是讓咱們的生活更加方便。不需要寫(xiě)一大堆復(fù)雜的邏輯來(lái)處理多值映射的問(wèn)題，Guava已經(jīng)幫咱們搞定了。下面，小黑會(huì)帶咱們深入探究Multimap的各種騷操作，敬請(qǐng)期待！

第3章：Multimap的類(lèi)型和特性

Guava為咱們提供了幾種不同的Multimap實(shí)現(xiàn)，主要有兩個(gè)大家族：ListMultimap和SetMultimap。每個(gè)家族都有自己的特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)景。

ListMultimap

先來(lái)說(shuō)說(shuō)ListMultimap。顧名思義，這家伙背后用的是List來(lái)存儲(chǔ)每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)的多個(gè)值。這意味著什么呢？首先，值的順序是按照添加的順序來(lái)的，而且允許重復(fù)。就像這樣：

ListMultimap<String, String> listMultimap = ArrayListMultimap.create();
listMultimap.put("水果", "蘋(píng)果");
listMultimap.put("水果", "香蕉");
listMultimap.put("水果", "蘋(píng)果");  // 可以添加重復(fù)的元素

// 遍歷輸出
listMultimap.get("水果").forEach(fruit -> System.out.println(fruit));

如果咱們運(yùn)行這段代碼，輸出會(huì)是“蘋(píng)果、香蕉、蘋(píng)果”。看到?jīng)]，ListMultimap保留了值的添加順序，而且允許重復(fù)。

SetMultimap

接下來(lái)是SetMultimap。這個(gè)家伙使用Set來(lái)存儲(chǔ)值，這就保證了每個(gè)鍵的所有值都是唯一的，不會(huì)有重復(fù)。看看這個(gè)例子：

SetMultimap<String, String> setMultimap = HashMultimap.create();
setMultimap.put("水果", "蘋(píng)果");
setMultimap.put("水果", "香蕉");
setMultimap.put("水果", "蘋(píng)果");  // 重復(fù)的元素不會(huì)被添加

// 遍歷輸出
setMultimap.get("水果").forEach(fruit -> System.out.println(fruit));

運(yùn)行這個(gè)代碼，輸出就只有“蘋(píng)果、香蕉”。看到了吧，第二次添加的“蘋(píng)果”沒(méi)出現(xiàn)，因?yàn)镾etMultimap不允許重復(fù)。

咱們?yōu)槭裁匆眠@些Multimap？

好問(wèn)題！想象一下，如果咱們要處理一個(gè)學(xué)校的課程表，每個(gè)老師（key）可能要教好幾門(mén)課（values）。如果用普通的Map，處理起來(lái)就比較麻煩，特別是在添加或刪除課程的時(shí)候。但有了Multimap，事情就簡(jiǎn)單多了。比如，咱們要給“張老師”添加一門(mén)課：

ListMultimap<String, String> courseTable = ArrayListMultimap.create();
courseTable.put("張老師", "數(shù)學(xué)");
courseTable.put("張老師", "物理");

是不是感覺(jué)清晰多了？而且，不管是查找、刪除還是更新操作，都變得簡(jiǎn)單直觀(guān)。

第4章：創(chuàng)建和初始化Multimap

在Guava中，創(chuàng)建Multimap非常簡(jiǎn)單，但是要選對(duì)類(lèi)型和初始化方法，這樣才能讓Multimap在咱們的項(xiàng)目中發(fā)揮最大的作用。

創(chuàng)建Multimap

Guava提供了幾種不同的Multimap實(shí)現(xiàn)，比如ArrayListMultimap、HashMultimap、LinkedHashMultimap等。每種實(shí)現(xiàn)都有其特定的用途和優(yōu)勢(shì)。比如說(shuō)，ArrayListMultimap和HashMultimap就是咱們之前提到的ListMultimap和SetMultimap的具體實(shí)現(xiàn)。

來(lái)看看如何創(chuàng)建它們：

// 創(chuàng)建一個(gè)ListMultimap
ListMultimap<String, String> listMultimap = ArrayListMultimap.create();

// 創(chuàng)建一個(gè)SetMultimap
SetMultimap<String, String> setMultimap = HashMultimap.create();

初始化Multimap

創(chuàng)建之后，咱們通常需要給Multimap添加一些初始數(shù)據(jù)。Guava提供了幾種方便的初始化方法。比如說(shuō)，咱們可以用put方法來(lái)逐個(gè)添加元素：

// 向ListMultimap添加數(shù)據(jù)
listMultimap.put("水果", "蘋(píng)果");
listMultimap.put("水果", "香蕉");

// 向SetMultimap添加數(shù)據(jù)
setMultimap.put("蔬菜", "西紅柿");
setMultimap.put("蔬菜", "黃瓜");

如果咱們有一堆數(shù)據(jù)要添加，逐個(gè)添加顯然不夠高效。這時(shí)候，咱們可以利用putAll方法一次性添加多個(gè)值：

// 一次性向ListMultimap添加多個(gè)數(shù)據(jù)
listMultimap.putAll("甜點(diǎn)", Arrays.asList("蛋糕", "冰淇淋", "餅干"));

// 一次性向SetMultimap添加多個(gè)數(shù)據(jù)
setMultimap.putAll("飲料", new HashSet<>(Arrays.asList("可樂(lè)", "果汁", "咖啡")));

初始容量設(shè)置

Guava還允許咱們?cè)趧?chuàng)建Multimap時(shí)設(shè)置初始容量，這對(duì)于提高性能特別有幫助。如果咱們預(yù)先知道大概會(huì)有多少數(shù)據(jù)，那么設(shè)置一個(gè)合適的初始容量可以減少內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)整的次數(shù)，從而提高效率。

// 創(chuàng)建一個(gè)初始容量設(shè)定的ListMultimap
ListMultimap<String, String> listMultimapWithCapacity = ArrayListMultimap.create(10, 2);

// 創(chuàng)建一個(gè)初始容量設(shè)定的SetMultimap
SetMultimap<String, String> setMultimapWithCapacity = HashMultimap.create(10, 2);

這里的10是預(yù)計(jì)鍵的數(shù)量，2是每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)的平均值的數(shù)量。

第5章：在Multimap中添加和訪(fǎng)問(wèn)元素

添加元素

添加元素到Multimap其實(shí)非常簡(jiǎn)單。咱們可以用put方法來(lái)添加單個(gè)鍵值對(duì)，或者用putAll來(lái)一次性添加多個(gè)值。來(lái)看看具體怎么操作：

// 創(chuàng)建一個(gè)ListMultimap
ListMultimap<String, String> listMultimap = ArrayListMultimap.create();

// 向Multimap中添加單個(gè)元素
listMultimap.put("作者", "小黑");
listMultimap.put("書(shū)名", "Guava編程實(shí)戰(zhàn)");

// 向Multimap中一次性添加多個(gè)元素
listMultimap.putAll("編程語(yǔ)言", Arrays.asList("Java", "Python", "C++"));

在這個(gè)例子中，咱們往listMultimap中添加了不同的鍵值對(duì)。注意，putAll方法接受一個(gè)鍵和一個(gè)值的集合，一次性添加這個(gè)鍵的多個(gè)值。

訪(fǎng)問(wèn)元素

好，添加完了，接下來(lái)就是如何訪(fǎng)問(wèn)這些元素。Multimap提供了幾種不同的方法來(lái)訪(fǎng)問(wèn)元素：

1. 獲取特定鍵的所有值：咱們可以用get方法來(lái)獲取與特定鍵相關(guān)聯(lián)的所有值的集合。比如：

   // 獲取"編程語(yǔ)言"鍵的所有值
   Collection<String> languages = listMultimap.get("編程語(yǔ)言");
   languages.forEach(language -> System.out.println(language));
   

   這段代碼會(huì)輸出與"編程語(yǔ)言"這個(gè)鍵相關(guān)的所有值。

2. 檢查Multimap是否包含某個(gè)鍵或值：咱們可以使用containsKey、containsValue或containsEntry方法來(lái)檢查Multimap是否包含特定的鍵、值或鍵值對(duì)。

   // 檢查是否包含特定的鍵
   boolean hasAuthor = listMultimap.containsKey("作者");
   System.out.println("包含作者鍵: " + hasAuthor);
   
   // 檢查是否包含特定的鍵值對(duì)
   boolean hasEntry = listMultimap.containsEntry("作者", "小黑");
   System.out.println("包含作者'小黑': " + hasEntry);
   

3. 獲取所有鍵的集合：有時(shí)候，咱們可能想知道Multimap中都有哪些鍵。可以使用keySet方法來(lái)獲取所有鍵的集合：

   // 獲取Multimap中的所有鍵
   Set<String> keys = listMultimap.keySet();
   keys.forEach(key -> System.out.println(key));
   

第6章：Multimap中的高級(jí)操作

刪除操作

在Multimap中，咱們不僅可以添加元素，還可以方便地刪除它們。有時(shí)候，可能需要移除某個(gè)鍵的某個(gè)特定值，或者干脆移除這個(gè)鍵的所有值。

1. 移除特定的鍵值對(duì)：使用remove方法可以移除特定的鍵值對(duì)。如果這個(gè)鍵值對(duì)存在，它就會(huì)被移除。

   // 創(chuàng)建并初始化Multimap
   ListMultimap<String, String> listMultimap = ArrayListMultimap.create();
   listMultimap.put("水果", "蘋(píng)果");
   listMultimap.put("水果", "香蕉");
   
   // 移除特定的鍵值對(duì)
   listMultimap.remove("水果", "香蕉"); // 移除"水果"下的"香蕉"
   

2. 移除一個(gè)鍵的所有值：使用removeAll方法可以移除一個(gè)鍵的所有值。這個(gè)方法會(huì)返回一個(gè)包含了被移除值的集合。

   // 移除一個(gè)鍵的所有值
   Collection<String> removedFruits = listMultimap.removeAll("水果");
   removedFruits.forEach(fruit -> System.out.println("被移除的水果: " + fruit));
   

替換和更新操作

有時(shí)，咱們可能需要更新Multimap中的值，或者替換某個(gè)鍵的所有值。

1. 替換特定鍵的所有值：使用replaceValues方法可以替換特定鍵的所有值。

   // 替換"水果"鍵的所有值
   listMultimap.replaceValues("水果", Arrays.asList("葡萄", "橙子"));
   

排序和過(guò)濾

Guava的Multimap還可以與Java 8的Stream API結(jié)合，進(jìn)行排序和過(guò)濾操作。

1. 排序：使用Java 8的Stream API對(duì)Multimap中的值進(jìn)行排序。

   // 對(duì)"水果"鍵的值進(jìn)行排序
   List<String> sortedFruits = listMultimap.get("水果").stream()
                                           .sorted()
                                           .collect(Collectors.toList());
   sortedFruits.forEach(fruit -> System.out.println("排序后的水果: " + fruit));
   

2. 過(guò)濾：同樣可以使用Stream API來(lái)過(guò)濾Multimap中的值。

   // 過(guò)濾出長(zhǎng)度大于2的水果
   List<String> filteredFruits = listMultimap.get("水果").stream()
                                             .filter(fruit -> fruit.length() > 2)
                                             .collect(Collectors.toList());
   filteredFruits.forEach(fruit -> System.out.println("過(guò)濾后的水果: " + fruit));
   

第7章：Multimap與Java 8的結(jié)合

利用Lambda表達(dá)式遍歷Multimap

咱們可以使用Java 8的Lambda表達(dá)式來(lái)遍歷Multimap中的元素，使得代碼更加簡(jiǎn)潔和易讀。比如說(shuō)，咱們想打印出Multimap中的所有鍵值對(duì)：

// 創(chuàng)建并初始化Multimap
ListMultimap<String, String> listMultimap = ArrayListMultimap.create();
listMultimap.putAll("水果", Arrays.asList("蘋(píng)果", "香蕉", "橙子"));

// 使用Lambda表達(dá)式遍歷Multimap
listMultimap.entries().forEach(entry -> {
    System.out.println("鍵: " + entry.getKey() + ", 值: " + entry.getValue());
});

這種方式比傳統(tǒng)的for循環(huán)更加簡(jiǎn)潔，閱讀起來(lái)也更加直觀(guān)。

使用Stream API處理Multimap

Java 8的Stream API為處理集合提供了強(qiáng)大的工具，咱們可以用它來(lái)處理Multimap中的數(shù)據(jù)。比如說(shuō)，篩選出某些特定的鍵值對(duì)或?qū)ultimap中的值進(jìn)行變換。

1. 篩選特定條件的鍵值對(duì)：使用Stream API對(duì)Multimap進(jìn)行篩選。

   // 篩選出所有"水果"鍵的值中長(zhǎng)度大于2的
   listMultimap.get("水果").stream()
       .filter(fruit -> fruit.length() > 2)
       .forEach(fruit -> System.out.println("篩選后的水果: " + fruit));
   

2. 對(duì)Multimap中的值進(jìn)行變換：使用Stream API對(duì)Multimap中的值進(jìn)行變換。

   // 將"單詞"鍵的所有值轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)
   List<String> upperCaseFruits = listMultimap.get("單詞").stream()
                                              .map(String::toUpperCase)
                                              .collect(Collectors.toList());
   upperCaseFruits.forEach(fruit -> System.out.println("轉(zhuǎn)換后的單詞: " + fruit));
   

第8章：Multimap的性能和最佳實(shí)踐

Multimap的性能考量

首先，咱們來(lái)聊聊性能。使用Multimap時(shí)，有幾個(gè)關(guān)鍵的性能方面需要考慮：

1. 內(nèi)存使用：Multimap可能會(huì)消耗比普通Map更多的內(nèi)存，因?yàn)樗鼮槊總€(gè)鍵維護(hù)了一個(gè)值的集合。所以，在數(shù)據(jù)量很大的情況下，咱們需要考慮內(nèi)存的使用。

2. 讀寫(xiě)效率：對(duì)于不同的Multimap實(shí)現(xiàn)（如ArrayListMultimap、HashMultimap），其讀寫(xiě)效率可能會(huì)有所不同。比如，ArrayListMultimap在添加元素時(shí)可能比HashMultimap更快，但在查找元素時(shí)可能就慢一些。

3. 鍵值對(duì)的管理：在Multimap中管理鍵值對(duì)的效率也很重要。比如，刪除和替換操作可能會(huì)涉及到整個(gè)值的集合，這可能會(huì)影響性能。

最佳實(shí)踐

1. 選擇合適的Multimap實(shí)現(xiàn)：根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇最適合的Multimap實(shí)現(xiàn)。比如，如果咱們需要保持插入順序，就可以使用LinkedHashMultimap。

2. 合理設(shè)置初始容量：如果咱們預(yù)先知道大約會(huì)有多少數(shù)據(jù)，設(shè)置一個(gè)合適的初始容量可以提高性能。

3. 避免不必要的自動(dòng)裝箱操作：在使用基本類(lèi)型作為鍵或值時(shí)，盡量避免自動(dòng)裝箱和拆箱，因?yàn)檫@會(huì)增加額外的性能開(kāi)銷(xiāo)。

4. 及時(shí)清理不再需要的數(shù)據(jù)：為了避免內(nèi)存泄漏，及時(shí)清理不再需要的數(shù)據(jù)非常重要，特別是在處理大數(shù)據(jù)量時(shí)。

代碼示例：性能優(yōu)化

來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，展示如何在創(chuàng)建Multimap時(shí)考慮性能：

// 創(chuàng)建一個(gè)初始容量設(shè)定的ListMultimap
// 假設(shè)預(yù)計(jì)有100個(gè)鍵，每個(gè)鍵大約有10個(gè)值
ListMultimap<String, String> optimizedListMultimap = ArrayListMultimap.create(100, 10);

// 添加數(shù)據(jù)
optimizedListMultimap.putAll("水果", Arrays.asList("蘋(píng)果", "香蕉", "橙子"));

在這個(gè)例子中，通過(guò)設(shè)置初始容量，咱們可以減少內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)整的次數(shù)，從而提高性能。

第9章：總結(jié)

Multimap的核心優(yōu)勢(shì)在于它的靈活性和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)組織能力。它不僅可以讓咱們輕松地處理復(fù)雜的多值映射問(wèn)題，還能以各種形式來(lái)滿(mǎn)足不同的應(yīng)用場(chǎng)景，無(wú)論是保持插入順序，還是確保值的唯一性。通過(guò)之前的章節(jié)，咱們已經(jīng)看到了Multimap如何在各種實(shí)際應(yīng)用中大放異彩，從學(xué)校的課程表管理到醫(yī)院患者病歷的管理。

Guava的Multimap是一個(gè)非常強(qiáng)大且靈活的工具，它能幫助咱們優(yōu)雅地解決很多復(fù)雜的編程問(wèn)題。通過(guò)這個(gè)系列的學(xué)習(xí)，希望大家對(duì)Multimap有了更深入的理解，并能在實(shí)際工作中靈活運(yùn)用它。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，Multimap和類(lèi)似的工具無(wú)疑會(huì)變得更加強(qiáng)大，為咱們解決更多更復(fù)雜的問(wèn)題提供幫助。

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