具有相同键的多个值的HashMap

1. 引言

在Java编程中，哈希映射（HashMap）是一种常用的数据结构，用于存储键值对，并根据键快速访问对应的值。然而，在某些情况下，我们可能需要将多个值与单个键关联起来。本文将探讨如何实现一个允许同一键关联多个值的哈希映射。

2. 概述

大多数编程语言的标准哈希映射实现通常只允许每个键关联一个值。当我们遇到需要在相同键下存储多个值的情况时，我们可以考虑各种策略来解决这个挑战。

一个常见的解决方案是使用如ArrayList、LinkedList或HashSet等数据结构，来存储每个键关联的多个值。

3. 设计支持多值的哈希映射

现在，让我们开始设计一个名为MultiValueHashMap的自定义哈希映射类，它允许同一键关联多个值。

3.1. 类结构

首先，看看我们的MultiValueHashMap类的基本结构：

public class MultiValueHashMap<K, V> {
    private final HashMap<K, ArrayList<V>> map = new HashMap<>();

    // Methods
    // ...
}

在这个类结构中，我们使用一个私有的哈希映射来存储键及其关联的值列表。请注意，键类型(K)和值类型(V)是泛型，以使类适应各种数据类型。

3.2. 添加键的值

接下来，我们将实现一个方法，用于为特定键添加值：

public void put(K key, V value) {
    map.computeIfAbsent(key, k -> new ArrayList<>()).add(value);
}

put方法在给定的键下向哈希映射添加值。如果键不存在，它会创建一个新的条目，并在该列表中添加值，便于管理同一键下的多个值。

3.3. 获取键的值

接下来，让我们实现一个方法，获取指定键的所有关联值：

public List<V> get(K key) {
    return map.getOrDefault(key, new ArrayList<>());
}

get方法返回与指定键关联的列表，如果键不存在，则返回空列表。

3.4. 删除键值对

为了完成我们的实现，我们将添加一个方法来删除特定的键值对：

public void remove(K key, V value) {
    map.computeIfPresent(key, (k, v) -> {
        v.remove(value);
        return v;
    });
}

remove方法接受一个键和值作为输入，如果在与该键关联的列表中存在该值，就从哈希映射中移除该值。这是管理哈希映射中特定值从特定键关联的列表中移除的简单方式。

4. JUnit测试示例

为了确保MultiValueHashMap按预期工作，我们应该编写全面的JUnit测试用例。这里有一些测试示例：

@Test
public void given_MultiValueHashMap_whenPuttingAndGettingSingleValue_thenValueIsRetrieved() {
    MultiValueHashMap<String, Integer> map = new MultiValueHashMap<>();
    map.put("key1", 10);
    assertEquals(List.of(10), map.get("key1"));
}

@Test
public void given_MultiValueHashMap_whenPuttingAndGettingMultipleValues_thenAllValuesAreRetrieved() {
    MultiValueHashMap<String, String> map = new MultiValueHashMap<>();
    map.put("key2", "value1");
    map.put("key2", "value2");
    map.put("key2", "value3");

    assertEquals(List.of("value1", "value2", "value3"), map.get("key2"));
}

@Test
public void given_MultiValueHashMap_whenGettingNonExistentKey_thenEmptyListIsReturned() {
    MultiValueHashMap<String, Double> map = new MultiValueHashMap<>();
    assertTrue(map.get("nonexistent").isEmpty());
}

@Test
public void given_MultiValueHashMap_whenRemovingValue_thenValueIsSuccessfullyRemoved() {
    MultiValueHashMap<Integer, String> map = new MultiValueHashMap<>();
    map.put(1, "one");
    map.put(1, "uno");
    map.put(1, "eins");

    map.remove(1, "uno");
    assertEquals(List.of("one", "eins"), map.get(1));
}

@Test
public void testRemoveNonExistentValue() {
    MultiValueHashMap<Integer, String> map = new MultiValueHashMap<>();
    map.put(1, "one");
    map.remove(1, "nonexistent");
    assertEquals(List.of("one"), map.get(1));
}

在上述JUnit测试示例中，我们验证了MultiValueHashMap类的功能，包括为同一键添加单个和多个值，获取既有和不存在键的值，以及删除键值对。

5. 总结

在这篇文章中，我们探讨了如何实现一个支持同一键关联多个值的哈希映射。我们设计了MultiValueHashMap类，并通过JUnit测试示例展示了其使用方法。

通过使用这个自定义实现，开发人员可以有效地管理需要为单个键存储多个值的场景，从而使代码更加灵活和强大。

如需查看本文的完整代码示例，请访问GitHub。

Persistence

REST

Security