Guava Collections使用介绍

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-07-24 12:13 191阅读 0赞

### 功能列举 ###

可以说 Java Collections Framework 满足了我们大多数情况下使用集合的要求，但是当遇到一些特殊的情况我们的代码会比较冗长，比较容易出错。Guava Collections 可以帮助你的代码更简短精炼，更重要是它增强了代码的可读性。看看 Guava Collections 为我们做了哪些很酷的事情。

*  Immutable Collections: 还在使用 Collections.unmodifiableXXX() ？ Immutable Collections 这才是真正的不可修改的集合
 *  Multiset: 看看如何把重复的元素放入一个集合
 *  Multimaps: 需要在一个 key 对应多个 value 的时候 , 自己写一个实现比较繁琐 - 让 Multimaps 来帮忙
 *  BiMap: java.util.Map 只能保证 key 的不重复，BiMap 保证 value 也不重复
 *  MapMaker: 超级强大的 Map 构造类
 *  Ordering class: 大家知道用 Comparator 作为比较器来对集合排序，但是对于多关键字排序 Ordering class 可以简化很多的代码
 *  其他特性

当然，如果没有 Guava Collections 你也可以用 Java Collections Framework 完成上面的功能。但是 Guava Collections 提供的这些 API 经过精心设计，而且还有 25000 个单元测试来保障它的质量。所以我们没必要重新发明轮子。接下来我们来详细看看 Guava Collections 的一些具体功能。

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## Immutable Collections: 真正的不可修改的集合 ##

大家都用过 Collections.unmodifiableXXX() 来做一个不可修改的集合。例如你要构造存储常量的 Set，你可以这样来做 :

Set<String> set = new HashSet<String>(Arrays.asList(new String[]{"RED", "GREEN"})); 
 Set<String> unmodifiableSet = Collections.unmodifiableSet(set);

这看上去似乎不错，因为每次调 unmodifiableSet.add() 都会抛出一个 UnsupportedOperationException。感觉安全了？慢！如果有人在原来的 set 上 add 或者 remove 元素会怎么样？结果 unmodifiableSet 也是被 add 或者 remove 元素了。而且构造这样一个简单的 set 写了两句长的代码。下面看看 ImmutableSet 是怎么来做地更安全和简洁 :

ImmutableSet<String> immutableSet = ImmutableSet.of("RED", "GREEN");

就这样一句就够了，而且试图调 add 方法的时候，它一样会抛出 UnsupportedOperationException。重要的是代码的可读性增强了不少，非常直观地展现了代码的用意。如果像之前这个代码保护一个 set 怎么做呢？你可以 :

ImmutableSet<String> immutableSet = ImmutableSet.copyOf(set);

从构造的方式来说，ImmutableSet 集合还提供了 Builder 模式来构造一个集合 :

Builder<String> builder = ImmutableSet.builder(); 
 ImmutableSet<String> immutableSet = builder.add("RED").addAll(set).build();

在这个例子里面 Builder 不但能加入单个元素还能加入既有的集合。

除此之外，Guava Collections 还提供了各种 Immutable 集合的实现：ImmutableList，ImmutableMap，ImmutableSortedSet，ImmutableSortedMap。

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## Multiset: 把重复的元素放入集合 ##

你可能会说这和 Set 接口的契约冲突，因为 Set 接口的 JavaDoc 里面规定不能放入重复元素。事实上，Multiset 并没有实现 java.util.Set 接口，它更像是一个 Bag。普通的 Set 就像这样 :\[car, ship, bike\]，而 Multiset 会是这样 : \[car x 2, ship x 6, bike x 3\]。

譬如一个 List 里面有各种字符串，然后你要统计每个字符串在 List 里面出现的次数 :

Map<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>(); 
 for(String word : wordList){ 
 Integer count = map.get(word); 
 map.put(word, (count == null) ? 1 : count + 1); 
 } 
 //count word “the”
 Integer count = map.get(“the”);

如果用 Multiset 就可以这样 :

HashMultiset<String> multiSet = HashMultiset.create(); 
 multiSet.addAll(wordList); 
 //count word “the”
 Integer count = multiSet.count(“the”);

这样连循环都不用了，而且 Multiset 用的方法叫 count，显然比在 Map 里面调 get 有更好的可读性。Multiset 还提供了 setCount 这样设定元素重复次数的方法，虽然你可以通过使用 Map 来实现类似的功能，但是程序的可读性比 Multiset 差了很多。

常用实现 Multiset 接口的类有：

*  HashMultiset: 元素存放于 HashMap
 *  LinkedHashMultiset: 元素存放于 LinkedHashMap，即元素的排列顺序由第一次放入的顺序决定
 *  TreeMultiset:`元素被排序存放于`TreeMap
 *  EnumMultiset: 元素必须是 enum 类型
 *  ImmutableMultiset: 不可修改的 Mutiset

看到这里你可能已经发现 Guava Collections 都是以 create 或是 of 这样的静态方法来构造对象。这是因为这些集合类大多有多个参数的私有构造方法，由于参数数目很多，客户代码程序员使用起来就很不方便。而且以这种方式可以返回原类型的子类型对象。另外，对于创建范型对象来讲，这种方式更加简洁。

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## Multimap: 在 Map 的 value 里面放多个元素 ##

Muitimap 就是一个 key 对应多个 value 的数据结构。看上去它很像 java.util.Map 的结构，但是 Muitimap 不是 Map，没有实现 Map 的接口。设想你对 Map 调了 2 次参数 key 一样的 put 方法，结果就是第 2 次的 value 覆盖了第 1 次的 value。但是对 Muitimap 来说这个 key 同时对应了 2 个 value。所以 Map 看上去是 : \{k1=v1, k2=v2,...\}，而 Muitimap 是 :\{k1=\[v1, v2, v3\], k2=\[v7, v8\],....\}。

举个记名投票的例子。所有选票都放在一个 List<Ticket> 里面，List 的每个元素包括投票人和选举人的名字。我们可以这样写 :

//Key is candidate name, its value is his voters 
 HashMap<String, HashSet<String>> hMap = new HashMap<String, HashSet<String>>(); 
 for(Ticket ticket: tickets){ 
 HashSet<String> set = hMap.get(ticket.getCandidate()); 
 if(set == null){ 
 set = new HashSet<String>(); 
 hMap.put(ticket.getCandidate(), set); 
 } 
 set.add(ticket.getVoter()); 
 }

我们再来看看 Muitimap 能做些什么 :直接put，它会保存同key多值

HashMultimap<String, String> map = HashMultimap.create(); 
 for(Ticket ticket: tickets){ 
 map.put(ticket.getCandidate(), ticket.getVoter()); 
 }

就这么简单！

Muitimap 接口的主要实现类有：

*  HashMultimap: key 放在 HashMap，而 value 放在 HashSet，即一个 key 对应的 value 不可重复
 *  ArrayListMultimap: key 放在 HashMap，而 value 放在 ArrayList，即一个 key 对应的 value 有顺序可重复
 *  LinkedHashMultimap: key 放在 LinkedHashMap，而 value 放在 LinkedHashSet，即一个 key 对应的 value 有顺序不可重复
 *  TreeMultimap: key 放在 TreeMap，而 value 放在 TreeSet，即一个 key 对应的 value 有排列顺序
 *  ImmutableMultimap: 不可修改的 Multimap

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## BiMap: 双向 Map ##

BiMap 实现了 java.util.Map 接口。它的特点是它的 value 和它 key 一样也是不可重复的，换句话说它的 key 和 value 是等价的。如果你往 BiMap 的 value 里面放了重复的元素，就会得到 IllegalArgumentException。

举个例子，你可能经常会碰到在 Map 里面根据 value 值来反推它的 key 值的逻辑：

for(Map.Entry<User, Address> entry : map.entreSet()){ 
 if(entry.getValue().equals(anAddess)){ 
 return entry.getKey(); 
 } 
 } 
 return null;

如果把 User 和 Address 都放在 BiMap，那么一句代码就得到结果了：

return biMap.inverse().get(anAddess);

这里的 inverse 方法就是把 BiMap 的 key 集合 value 集合对调，因此 biMap == biMap.inverse().inverse()。

BiMap`的常用实现有：`

HashBiMap: key 集合与 value 集合都有 HashMap 实现

EnumBiMap: key 与 value 都必须是 enum 类型

ImmutableBiMap: 不可修改的 BiMap

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## MapMaker: 超级强大的 Map 构造工具 ##

MapMaker 是用来构造 ConcurrentMap 的工具类。为什么可以把 MapMaker 叫做超级强大？看了下面的例子你就知道了。首先，它可以用来构造ConcurrentHashMap:得到线程安全的hashMap

//ConcurrentHashMap with concurrency level 8 
 ConcurrentMap<String, Object> map1 = new MapMaker() 
 .concurrencyLevel(8) 
 .makeMap();

或者构造用各种不同 reference 作为 key 和 value 的 Map:

//ConcurrentMap with soft reference key and weak reference value 
 ConcurrentMap<String, Object> map2 = new MapMaker() 
 .softKeys() 
 .weakValues() 
 .makeMap();

或者构造有自动移除时间过期项的 Map:存放30秒后移除，可以用于存放请求的场景

//Automatically removed entries from map after 30 seconds since they are created 
 ConcurrentMap<String, Object> map3 = new MapMaker() 
 .expireAfterWrite(30, TimeUnit.SECONDS) 
 .makeMap();

或者构造有最大限制数目的 Map：限制存放数据

//Map size grows close to the 100, the map will evict 
 //entries that are less likely to be used again 
 ConcurrentMap<String, Object> map4 = new MapMaker() 
 .maximumSize(100) 
 .makeMap();

或者提供当 Map 里面 get 不到数据，它能够自动加入到 Map 的功能。这个功能当 Map 作为缓存的时候很有用 :

//Create an Object to the map, when get() is missing in map 
 ConcurrentMap<String, Object> map5 = new MapMaker() 
 .makeComputingMap( 
 new Function<String, Object>() { 
 public Object apply(String key) { 
 return createObject(key); 
 }});

这些还不是最强大的特性，最厉害的是 MapMaker 可以提供拥有以上所有特性的 Map:

//Put all features together! 
 ConcurrentMap<String, Object> mapAll = new MapMaker() 
 .concurrencyLevel(8) 
 .softKeys() 
 .weakValues() 
 .expireAfterWrite(30, TimeUnit.SECONDS) 
 .maximumSize(100) 
 .makeComputingMap( 
 new Function<String, Object>() { 
 public Object apply(String key) { 
 return createObject(key); 
 }});

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## Ordering class: 灵活的多字段排序比较器 ##

要对集合排序或者求最大值最小值，首推 java.util.Collections 类，但关键是要提供 Comparator 接口的实现。假设有个待排序的 List<Foo>，而 Foo 里面有三个排序关键字 int a, int b 和 int c:

Collections.sort(list, new Comparator<Foo>(){ 
 @Override 
 public int compare(Foo f1, Foo f2) { 
 int resultA = f1.a – f2.a; 
 int resultB = f1.b – f2.b; 
 return resultA == 0 ? (resultB == 0 ? f1.c – f2.c : resultB) : resultA;

`}});`

这看上去有点眼晕，如果用一串 if-else 也好不到哪里去。看看 ComparisonChain 能做到什么 :

Collections.sort(list, new Comparator<Foo>(){ 
 @Override 
 return ComparisonChain.start() 
 .compare(f1.a, f2.a) 
 .compare(f1.b, f2.b) 
 .compare(f1.c, f2.c).result(); 
 }});

如果排序关键字要用自定义比较器，compare 方法也有接受 Comparator 的重载版本。譬如 Foo 里面每个排序关键字都已经有了各自的 Comparator，那么利用 ComparisonChain 可以 :

Collections.sort(list, new Comparator<Foo>(){ 
 @Override 
 return ComparisonChain.start() 
 .compare(f1.a, f2.a, comparatorA) 
 .compare(f1.b, f2.b, comparatorB) 
 .compare(f1.c, f2.c, comparatorC).result(); 
 }});

Ordring 类还提供了一个组合 Comparator 对象的方法。而且 Ordring 本身实现了 Comparator 接口所以它能直接作为 Comparator 使用：

Ordering<Foo> ordering = Ordering.compound(\
 Arrays.asList(comparatorA, comparatorB, comparatorc)); 
 Collections.sort(list, ordering);

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## 其他特性 : ##

过滤器：利用 Collections2.filter() 方法过滤集合中不符合条件的元素。譬如过滤一个 List<Integer> 里面小于 10 的元素 :

Collection<Integer> filterCollection = 
 Collections2.filter(list, new Predicate<Integer>(){ 
 @Override 
 public boolean apply(Integer input) { 
 return input >= 10; 
 }});

当然，你可以自己写一个循环来实现这个功能，但是这样不能保证之后小于 10 的元素不被放入集合。filter 的强大之处在于返回的 filterCollection 仍然有排斥小于 10 的元素的特性，如果调 filterCollection.add(9) 就会得到一个 IllegalArgumentException。

转换器：利用 Collections2.transform() 方法来转换集合中的元素。譬如把一个 Set<Integer> 里面所有元素都转换成带格式的 String 来产生新的 Collection<String>:

Collection<String> formatCollection = 
 Collections2.transform(set, new Function<Integer, String>(){ 
 @Override 
 public String apply(Integer input) { 
 return new DecimalFormat("#,###").format(input); 
 }} );

### Table表 ###

应用场景：两个键决定一个值 
Table<Double,  Double, String> g = HashBasedTable.create(); 
// 定义人民广场的经纬坐标 
g.put(31.23, 121.48, "人民广场"); 
// 输出坐标点的建筑物 
g.get(31.23, 121.48)

// table， 完全类似数据库表 
Table<Integer, Integer,String> user = HashBasedTable.create(); 
// 第一行、第一列的值是张三 
User.put(1,1,”张三”); 
User.put(1,2,”李四”); 
User.get(1,1);

### 基本类型工具 ###

在primitives包中，是以基本类型名+s的方式命名的，比如Ints是int的工具类，Doubles是double的工具类

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## 下载与使用 ##

这个开源项目发布的 jar 包可以在它的官方网站内（[http://code.google.com/p/guava-libraries/downloads/list][http_code.google.com_p_guava-libraries_downloads_list]）找到。其下载的 zip 包中含有 Guava Collections 的 jar 包 guava-r09.jar 及其依赖包 guava-r09-gwt.jar，javadoc，源代码，readme 等文件。使用时只需将 guava-r09.jar 和依赖包 guava-r09-gwt.jar 放入 CLASSPATH 中即可。

如果您使用 Maven 作为构建工具的话可以在 pom.xml 内加入：

<dependency> 
 <groupId>com.google.guava</groupId> 
 <artifactId>guava</artifactId> 
 <version>r09</version> 
 </dependency>

需要注意的是本文介绍的 Guava r09 需要 1.5 或者更高版本的 JDK。

[Link 1]: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-googlecollection/#ibm-pcon
[http_code.google.com_p_guava-libraries_downloads_list]: http://code.google.com/p/guava-libraries/downloads/list