番石榴: Set<K> + Function<K，V> = Map<K，V>？

Question

是否有一种惯用的方式来获取Set<K>和Function<K,V>，并获得Map<K,V>实时视图？(也就是说，Map由Set和Function组合支持，如果向Set添加了元素，那么相应的条目也存在于Map中)。

(有关实时视图的更多讨论，请参见Collections2.filter )

如果不需要实时视图怎么办？还有什么比这更好的吗？

public static <K,V> Map<K,V> newMapFrom(Set<K> keys, Function<? super K,V> f) {
    Map<K,V> map = Maps.newHashMap();
    for (K k : keys) {
        map.put(k, f.apply(k));
    }
    return map;
}

Answer 1

从集合和函数创建映射

这里有两个类，每个类都应该完成这项工作。第一个只显示集合的映射视图，而第二个则可以通过一个特殊的接口将值写回集合。

调用语法：

Map<K,V> immutable = new SetBackedMap<K,V>(Set<K> keys, Function<K,V> func);
Map<K,V> mutable = new MutableSetBackedMap<K,V>(Set<K> keys, Function<K,V> func);

把这段代码放哪儿？

附带注意:如果番石榴是我的库，我会通过地图类访问它们：

Map<K,V> immutable = Maps.immutableComputingMap(Set<K> keys, Function<K,V> func);
Map<K,V> mutable = Maps.mutableComputingMap(Set<K> keys, Function<K,V> func);

不变版本：

我将此作为一个单向视图来实现：

• 对集合的更改反映在映射中，反之亦然(而且您也不能更改映射，put(key, value)方法没有实现)。
• entrySet()迭代器在内部使用set迭代器，因此它还将继承内部迭代器对ConcurrentModificationException的处理。
• put(k,v)和entrySet().iterator().remove()都会抛出UnsupportedOperationException。
• 值缓存在WeakHashMap中，没有特殊的并发处理，即没有任何级别的同步。这在大多数情况下都可以，但是如果您的函数很昂贵，您可能需要添加一些锁定。

代码：

public class SetBackedMap<K, V> extends AbstractMap<K, V>{

    private class MapEntry implements Entry<K, V>{
        private final K key;
        public MapEntry(final K key){
            this.key = key;
        }
        @Override
        public K getKey(){
            return this.key;
        }
        @Override
        public V getValue(){
            V value = SetBackedMap.this.cache.get(this.key);
            if(value == null){
                value = SetBackedMap.this.funk.apply(this.key);
                SetBackedMap.this.cache.put(this.key, value);
            }
            return value;
        }
        @Override
        public V setValue(final V value){
            throw new UnsupportedOperationException();
        }
    }

    private class EntrySet extends AbstractSet<Entry<K, V>>{

        public class EntryIterator implements Iterator<Entry<K, V>>{
            private final Iterator<K> inner;
            public EntryIterator(){
                this.inner = EntrySet.this.keys.iterator();
            }
            @Override
            public boolean hasNext(){
                return this.inner.hasNext();
            }
            @Override
            public Map.Entry<K, V> next(){
                final K key = this.inner.next();
                return new MapEntry(key);
            }
            @Override
            public void remove(){
                throw new UnsupportedOperationException();
            }
        }

        private final Set<K> keys;

        public EntrySet(final Set<K> keys){
            this.keys = keys;
        }

        @Override
        public Iterator<Map.Entry<K, V>> iterator(){
            return new EntryIterator();
        }

        @Override
        public int size(){
            return this.keys.size();
        }

    }

    private final WeakHashMap<K, V> cache;
    private final Set<Entry<K, V>> entries;
    private final Function<? super K, ? extends V> funk;

    public SetBackedMap(
        final Set<K> keys, Function<? super K, ? extends V> funk){
        this.funk = funk;
        this.cache = new WeakHashMap<K, V>();
        this.entries = new EntrySet(keys);
    }

    @Override
    public Set<Map.Entry<K, V>> entrySet(){
        return this.entries;
    }

}

测试：

final Map<Integer, String> map =
    new SetBackedMap<Integer, String>(
        new TreeSet<Integer>(Arrays.asList(
            1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256)),
        new Function<Integer, String>(){

            @Override
            public String apply(final Integer from){
                return Integer.toBinaryString(from.intValue());
            }
        });
for(final Map.Entry<Integer, String> entry : map.entrySet()){
    System.out.println(
        "Key: " + entry.getKey()
        + ", value: " + entry.getValue());
}

输出：

Key: 1, value: 1
Key: 2, value: 10
Key: 4, value: 100
Key: 8, value: 1000
Key: 16, value: 10000
Key: 32, value: 100000
Key: 64, value: 1000000
Key: 128, value: 10000000
Key: 256, value: 100000000

可变版本：

虽然我认为这是一个好主意，使这个单向，这是一个版本的Emil，提供了一个双向视图(这是变体埃米尔的变体我的解决方案：-)。它需要一个扩展的映射接口，我将称之为ComputingMap，以明确这是一个映射，在那里调用put(key, value)是没有意义的。

地图接口：

public interface ComputingMap<K, V> extends Map<K, V>{
    boolean removeKey(final K key);
    boolean addKey(final K key);
}

地图实现：

public class MutableSetBackedMap<K, V> extends AbstractMap<K, V> implements
    ComputingMap<K, V>{

    public class MapEntry implements Entry<K, V>{

        private final K key;

        public MapEntry(final K key){
            this.key = key;
        }

        @Override
        public K getKey(){
            return this.key;
        }

        @Override
        public V getValue(){
            V value = MutableSetBackedMap.this.cache.get(this.key);
            if(value == null){
                value = MutableSetBackedMap.this.funk.apply(this.key);
                MutableSetBackedMap.this.cache.put(this.key, value);
            }
            return value;
        }

        @Override
        public V setValue(final V value){
            throw new UnsupportedOperationException();
        }

    }

    public class EntrySet extends AbstractSet<Entry<K, V>>{

        public class EntryIterator implements Iterator<Entry<K, V>>{

            private final Iterator<K> inner;

            public EntryIterator(){
                this.inner = MutableSetBackedMap.this.keys.iterator();
            }

            @Override
            public boolean hasNext(){
                return this.inner.hasNext();
            }

            @Override
            public Map.Entry<K, V> next(){
                final K key = this.inner.next();
                return new MapEntry(key);
            }

            @Override
            public void remove(){
                throw new UnsupportedOperationException();
            }

        }

        public EntrySet(){
        }

        @Override
        public Iterator<Map.Entry<K, V>> iterator(){
            return new EntryIterator();
        }

        @Override
        public int size(){
            return MutableSetBackedMap.this.keys.size();
        }

    }

    private final WeakHashMap<K, V> cache;
    private final Set<Entry<K, V>> entries;
    private final Function<? super K, ? extends V> funk;
    private final Set<K> keys;

    public MutableSetBackedMap(final Set<K> keys,
        final Function<? super K, ? extends V> funk){
        this.keys = keys;
        this.funk = funk;
        this.cache = new WeakHashMap<K, V>();
        this.entries = new EntrySet();
    }

    @Override
    public boolean addKey(final K key){
        return this.keys.add(key);
    }

    @Override
    public boolean removeKey(final K key){
        return this.keys.remove(key);
    }

    @Override
    public Set<Map.Entry<K, V>> entrySet(){
        return this.entries;
    }

}

测试：

public static void main(final String[] args){
    final ComputingMap<Integer, String> map =
        new MutableSetBackedMap<Integer, String>(
            new TreeSet<Integer>(Arrays.asList(
                1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256)),
            new Function<Integer, String>(){

                @Override
                public String apply(final Integer from){
                    return Integer.toBinaryString(from.intValue());
                }
            });
    System.out.println(map);
    map.addKey(3);
    map.addKey(217);
    map.removeKey(8);
    System.out.println(map);
}

输出：

{1=1, 2=10, 4=100, 8=1000, 16=10000, 32=100000, 64=1000000, 128=10000000, 256=100000000}
{1=1, 2=10, 3=11, 4=100, 16=10000, 32=100000, 64=1000000, 128=10000000, 217=11011001, 256=100000000}

Answer 2

注意。肖恩·帕特里克·弗洛伊德()的回答虽然非常有用，但有一个缺陷。一个简单的例子，但我花了一段时间进行调试，所以不要陷入相同的陷阱: MapEntry类需要等于和哈希代码实现。这里是我的(来自javadoc的简单副本)。

@Override
public boolean equals(Object obj) {
    if (!(obj instanceof Entry)) {
        return false;
    }
    Entry<?, ?> e2 = (Entry<?, ?>) obj;
    return (getKey() == null ? e2.getKey() == null : getKey().equals(e2.getKey()))
        && (getValue() == null ? e2.getValue() == null : getValue().equals(e2.getValue()));
}

@Override
public int hashCode() {
    return (getKey() == null ? 0 : getKey().hashCode()) ^
        (getValue() == null ? 0 : getValue().hashCode());
}

这个回复作为对相关答案的评论会更好，但是AFAIU我没有权利发表评论(或者没有找到如何！)。

Answer 3

番石榴14现在有Maps.asMap作为集合的视图，Maps.toMap用于不可变的副本。

您可以在这里看到有关问题的大部分讨论：https://github.com/google/guava/issues/56