精通Google Guava库二维映射表Table,提升编程效率的API利器

admin · 发表于 2024-10-6 15:19:59

Java开发中常使用Map来存储键值对，其键是唯一的，可快速查找对应的值。但某些场景下需要更复杂的映射结构，其中键由两部分组成，类似于一个二维表格的行和列。Guava库中的Table接口正是为了满足这种需求而设计的。

一、什么是Guava Table

Guava的Table是一种特殊的数据结构，它用两个键（行键和列键）来映射一个值。可将Table视为二维的Map，其中每个单元格都由行键和列键唯一确定，并存储一个值。

二、Guava Table的实现类

Guava提供了几种Table的实现类：

HashBasedTable：最常用的实现，它基于哈希表来存储数据。HashBasedTable提供了快速的插入、查找和删除操作，并且不保证键顺序。
TreeBasedTable：实现基于红黑树，根据键的自然顺序或者提供的比较器对行键和列键进行排序。TreeBasedTable在按键顺序遍历数据时非常高效，但插入和查找操作可能比哈希表慢。
ImmutableTable：不可变的Table实现，在创建时接收所有数据，之后不允许修改。ImmutableTable对于需要共享或发布不可变数据集的情况非常有用，同时它提供了高效的内存使用。

三、如何使用Guava Table

来个DEMO创建Table、添加数据、检索数据、修改数据、遍历数据，以及一些其他高级特性的使用。

import com.google.common.collect.HashBasedTable;
import com.google.common.collect.Table;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
public class GuavaTableAdvancedExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个Table实例
Table<String, String, Integer> workHoursTable = HashBasedTable.create();
// 添加数据
workHoursTable.put("Alice", "ProjectA", 40);
workHoursTable.put("Bob", "ProjectA", 30);
workHoursTable.put("Alice", "ProjectB", 20);
workHoursTable.put("Charlie", "ProjectC", 50);
// 检索数据
Integer aliceProjectAHours = workHoursTable.get("Alice", "ProjectA");
System.out.println("Alice worked " + aliceProjectAHours + " hours on ProjectA.");
// 使用row()方法获取特定行的映射
Map<String, Integer> aliceWorkHours = workHoursTable.row("Alice");
System.out.println("Alice's work hours: " + aliceWorkHours);
// 使用column()方法获取特定列的映射
Map<String, Integer> projectAWorkHours = workHoursTable.column("ProjectA");
System.out.println("Work hours on ProjectA: " + projectAWorkHours);
// 遍历表格
for (Table.Cell<String, String, Integer> cell : workHoursTable.cellSet()) {
System.out.println(cell.getRowKey() + " worked " + cell.getValue() + " hours on " + cell.getColumnKey() + ".");
}
// 修改数据
workHoursTable.put("Alice", "ProjectA", aliceProjectAHours + 5);
// Alice在ProjectA上多工作了5小时
System.out.println("After update, Alice worked " + workHoursTable.get("Alice", "ProjectA") + " hours on ProjectA.");
// 检查是否包含某个键值对
boolean hasBobOnProjectB = workHoursTable.contains("Bob", "ProjectB");
System.out.println("Does Bob work on ProjectB? " + hasBobOnProjectB);
// 检查行键或列键是否存在
boolean hasRowKeyCharlie = workHoursTable.containsRow("Charlie");
boolean hasColumnKeyProjectD = workHoursTable.containsColumn("ProjectD");
System.out.println("Does the table have a row for Charlie? " + hasRowKeyCharlie);
System.out.println("Does the table have a column for ProjectD? " + hasColumnKeyProjectD);
// 获取所有的行键、列键或值
Set<String> allRowKeys = workHoursTable.rowKeySet();
Set<String> allColumnKeys = workHoursTable.columnKeySet();
Set<Integer> allValues = workHoursTable.values();
System.out.println("All row keys: " + allRowKeys);
System.out.println("All column keys: " + allColumnKeys);
System.out.println("All values: " + allValues);
// 移除数据
workHoursTable.remove("Alice", "ProjectB");
// Alice不再在ProjectB上工作
System.out.println("After removal, Alice's work hours on ProjectB: " + workHoursTable.get("Alice", "ProjectB"));
}
}

复制代码

如果不使用table,那就需要用嵌套Map实现

与Guava Table相比，嵌套的Map在处理某些操作时会更繁琐，例如检查列键是否存在，需要遍历所有的内部Map。嵌套的Map也没有Guava Table提供的一些高级功能和优化。

// 创建嵌套Map来模拟Table
Map<String, Map<String, Integer>> workHoursMap = new HashMap<>();
// 添加数据
addWorkHours(workHoursMap, "Alice", "ProjectA", 40);
addWorkHours(workHoursMap, "Bob", "ProjectA", 30);
addWorkHours(workHoursMap, "Alice", "ProjectB", 20);
addWorkHours(workHoursMap, "Charlie", "ProjectC", 50);
// 检索数据
Integer aliceProjectAHours = getWorkHours(workHoursMap, "Alice", "ProjectA");
System.out.println("Alice worked " + aliceProjectAHours + " hours on ProjectA.");
// 遍历嵌套Map
for (Map.Entry<String, Map<String, Integer>> entry : workHoursMap.entrySet()) {
String employee = entry.getKey();
Map<String, Integer> projects = entry.getValue();
for (Map.Entry<String, Integer> projectEntry : projects.entrySet()) {
String project = projectEntry.getKey();
Integer hours = projectEntry.getValue();
System.out.println(employee + " worked " + hours + " hours on " + project + ".");
}
}
// 修改数据
setWorkHours(workHoursMap, "Alice", "ProjectA", aliceProjectAHours + 5);
// Alice在ProjectA上多工作了5小时
System.out.println("After update, Alice worked " + getWorkHours(workHoursMap, "Alice", "ProjectA") + " hours on ProjectA.");
// 检查是否包含某个键值对
boolean hasBobOnProjectB = containsWorkHours(workHoursMap, "Bob", "ProjectB");
System.out.println("Does Bob work on ProjectB? " + hasBobOnProjectB);
// 检查行键是否存在
boolean hasRowKeyCharlie = workHoursMap.containsKey("Charlie");
System.out.println("Does the nested map have an entry for Charlie? " + hasRowKeyCharlie);
// 检查列键是否存在（需要遍历所有内部Map）
boolean hasColumnKeyProjectD = false;
for (Map<String, Integer> projectMap : workHoursMap.values()) {
if (projectMap.containsKey("ProjectD")) {
hasColumnKeyProjectD = true;
break;
}
}
System.out.println("Does any employee work on ProjectD? " + hasColumnKeyProjectD);
// 移除数据
removeWorkHours(workHoursMap, "Alice", "ProjectB"); // Alice不再在ProjectB上工作
System.out.println("After removal, Alice's work hours on ProjectB: " + getWorkHours(workHoursMap, "Alice", "ProjectB"));
}
private static void addWorkHours(Map<String, Map<String, Integer>> workHoursMap, String rowKey, String columnKey, Integer value) {
workHoursMap.putIfAbsent(rowKey, new HashMap<>());
workHoursMap.get(rowKey).put(columnKey, value);
}
private static Integer getWorkHours(Map<String, Map<String, Integer>> workHoursMap, String rowKey, String columnKey) {
Map<String, Integer> projectMap = workHoursMap.get(rowKey);
return projectMap != null ? projectMap.get(columnKey) : null;
}
private static void setWorkHours(Map<String, Map<String, Integer>> workHoursMap, String rowKey, String columnKey, Integer value) {
workHoursMap.putIfAbsent(rowKey, new HashMap<>());
workHoursMap.get(rowKey).put(columnKey, value);
}
private static boolean containsWorkHours(Map<String, Map<String, Integer>> workHoursMap, String rowKey, String columnKey) {
Map<String, Integer> projectMap = workHoursMap.get(rowKey);
return projectMap != null && projectMap.containsKey(columnKey);
}
private static void removeWorkHours(Map<String, Map<String, Integer>> workHoursMap, String rowKey, String columnKey) {
Map<String, Integer> projectMap = workHoursMap.get(rowKey);
if (projectMap != null) {
projectMap.remove(columnKey);
if (projectMap.isEmpty()) {
workHoursMap.remove(rowKey);
}
}
}

复制代码

四、Guava Table的优势

使用Guava的Table而不是嵌套的Map有几个优势：

类型安全：Table明确指定了行键、列键和值的类型，减少了类型转换的错误。
更易用：Table提供了直观的API来插入、检索和遍历数据，使代码更易于阅读和维护。
内存效率：Table实现类针对其特定用途进行了优化，以提供高效的内存使用。
不变性：通过ImmutableTable可以创建不可变的表格，对并发编程和不可变对象模式非常有用。

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