JDK源码解读十三章:java.util.AbstractMap

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AbstractMap

1.AbstractMap声明

public abstract class AbstractMap<K,V> implements Map<K,V> {}

AbstractMap实现Map接口,主要是对Map接口中的抽象方法进行重写,个别方法因为子类的不同特性在子类中进行具体实现实现。

  • map接口定义了一些对于map的基本操作方法。

2.抽象函数entrySet()

public abstract Set<Entry<K,V>> entrySet();

AbstractMap类中有一个唯一的抽象函数 entrySet() ,类中对集合视图操作的很多方法都是依赖这个抽象函数的,它返回一个保存所有 key-value 映射的Set。

3.size()

    //获取map的大小也就是set的大小。  
    public int size() {
        return entrySet().size();
    }
    
    //判断map的大小也就是set的大小是否等于0。  
    public boolean isEmpty() {
        return size() == 0;
    }

4.containsValue(Object value)

   //判断map中是否包含某个对象
   public boolean containsValue(Object value) {
   		//获取set的迭代器
        Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        //如果为空,迭代到为null的值返回true
        if (value==null) {
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (e.getValue()==null)
                    return true;
            }
        } else {
            //如果为空,匹配到值返回true
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (value.equals(e.getValue()))
                    return true;
            }
        }
        //否则返回flase
        return false;
    }
    
    //判断map中是否包含某个key
    public boolean containsKey(Object key) {
        Iterator<Map.Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        if (key==null) {
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (e.getKey()==null)
                    return true;
            }
        } else {
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (key.equals(e.getKey()))
                    return true;
            }
        }
        return false;
    }

5.get(Object key)

     //根据key使用迭代器获取key对象的值,否则返回null
     public V get(Object key) {
        Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        if (key==null) {
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (e.getKey()==null)
                    return e.getValue();
            }
        } else {
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                if (key.equals(e.getKey()))
                    return e.getValue();
            }
        }
        return null;
    }

6.put(K key, V value)

     public V put(K key, V value) {
        throw new UnsupportedOperationException();
     }
     
     public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
            put(e.getKey(), e.getValue());
    }

可以看到put方法直接抛出异常。
所以当我们要实现一个不可变的 Map 时,只需要继承 AbstractMap 类并实现 entrySet() 即可。
如果想要实现一个可变的 Map ,我们还需要重写 put() 方法,因为 AbstractMap 类中默认不支持 put实现,子类必须重写该方法的实现,否则会抛出异常:

7.remove(Object key)


//遍历entrySet,先找到对应的key的entry,然后删除。
public V remove(Object key) {
    Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
    Entry<K,V> correctEntry = null;
    //遍历查找,当某个 Entry 的 key 和 指定 key 一致时结束
    if (key==null) {
        while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
            Entry<K,V> e = i.next();
            if (e.getKey()==null)
                correctEntry = e;
        }
    } else {
        while (correctEntry==null && i.hasNext()) {
            Entry<K,V> e = i.next();
            if (key.equals(e.getKey()))
                correctEntry = e;
        }
    }

    V oldValue = null;
    if (correctEntry !=null) {
        oldValue = correctEntry.getValue();
        //调用迭代器的 remove 方法
        i.remove();
    }
    return oldValue;
}

//清空entrySet,等价于清空该Map。
public void clear() {
    entrySet().clear();
}

remove方法和put方法是一样的,如果是可变集合的话,需要重写。

8.keySet()和values()

   // 返回一个AbstractSet的实现,包含了所有的key
   public Set<K> keySet() {
        Set<K> ks = keySet;
        if (ks == null) {
            ks = new AbstractSet<K>() {
                public Iterator<K> iterator() {
                    return new Iterator<K>() {
                        private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();

                        public boolean hasNext() {
                            return i.hasNext();
                        }

                        public K next() {
                            return i.next().getKey();
                        }

                        public void remove() {
                            i.remove();
                        }
                    };
                }

                public int size() {
                    return AbstractMap.this.size();
                }

                public boolean isEmpty() {
                    return AbstractMap.this.isEmpty();
                }

                public void clear() {
                    AbstractMap.this.clear();
                }

                public boolean contains(Object k) {
                    return AbstractMap.this.containsKey(k);
                }
            };
            keySet = ks;
        }
        return ks;
    }
    
    // 返回一个AbstractCollection的实现,包含了所有的value
    public Collection<V> values() {
        Collection<V> vals = values;
        if (vals == null) {
            vals = new AbstractCollection<V>() {
                public Iterator<V> iterator() {
                    return new Iterator<V>() {
                        private Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();

                        public boolean hasNext() {
                            return i.hasNext();
                        }

                        public V next() {
                            return i.next().getValue();
                        }

                        public void remove() {
                            i.remove();
                        }
                    };
                }

                public int size() {
                    return AbstractMap.this.size();
                }

                public boolean isEmpty() {
                    return AbstractMap.this.isEmpty();
                }

                public void clear() {
                    AbstractMap.this.clear();
                }

                public boolean contains(Object v) {
                    return AbstractMap.this.containsValue(v);
                }
            };
            values = vals;
        }
        return vals;
    }

AbstractMap没有提供 entrySet() 的实现,但是却提供了 keySet() 与 values() 集合视图的默认实现,它们都是依赖于 entrySet() 返回的集合视图实现的。

9.equals(Object o)

   public boolean equals(Object o) {
        //如果对比自己直接返回true
        if (o == this)
            return true;

        //如果不是mao类型的对象,直接返回flase
        if (!(o instanceof Map))
            return false;
        //对象强转为map
        Map<?,?> m = (Map<?,?>) o;
        //如果大小不一样直接返回flase
        if (m.size() != size())
            return false;

        try {
            Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
            while (i.hasNext()) {
                Entry<K,V> e = i.next();
                K key = e.getKey();
                V value = e.getValue();
                if (value == null) {
                    //如果循环到null值,判断对比map不存在key或者其key对应的值不为null,返回flase,这里多一个key是否存在的判断,因为key不存在会返回null,判断不了null值。
                    if (!(m.get(key)==null && m.containsKey(key)))
                        return false;
                } else {
                    //循环的值不等于对比map,key对应的值,返回flase。
                    if (!value.equals(m.get(key)))
                        return false;
                }
            }
        } catch (ClassCastException unused) {
            return false;
        } catch (NullPointerException unused) {
            return false;
        }
		//对比完成返回true
        return true;
    }

重写了equals方法,判断两个ma值是否相等,key相等,并且key对应的值相等即为相等。

10.hashCode()

   public int hashCode() {
        int h = 0;
        Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        while (i.hasNext())
            h += i.next().hashCode();
        return h;
    }

重写了hashCode()方法,返回map中每个数据的hashCode()相加的值。

11.toString()

   public String toString() {
        Iterator<Entry<K,V>> i = entrySet().iterator();
        if (! i.hasNext())
            return "{}";

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append('{');
        for (;;) {
            Entry<K,V> e = i.next();
            K key = e.getKey();
            V value = e.getValue();
            sb.append(key   == this ? "(this Map)" : key);
            sb.append('=');
            sb.append(value == this ? "(this Map)" : value);
            if (! i.hasNext())
                return sb.append('}').toString();
            sb.append(',').append(' ');
        }
    }

把map转换为string输出,可以看到是把key和value用=拼接,每个key之间用,分割,前后加上{}。平时打印map的时候就是这样的格式了,也可以把这样的格式转换为map。

12.SimpleEntry<K,V>和SimpleImmutableEntry<K,V>

    public static class SimpleEntry<K,V>
        implements Entry<K,V>, java.io.Serializable
    {
        private static final long serialVersionUID = -8499721149061103585L;

        private final K key;
        private V value;

        public SimpleEntry(K key, V value) {
            this.key   = key;
            this.value = value;
        }

        public SimpleEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {
            this.key   = entry.getKey();
            this.value = entry.getValue();
        }

        public K getKey() {
            return key;
        }

        public V getValue() {
            return value;
        }

        public V setValue(V value) {
            V oldValue = this.value;
            this.value = value;
            return oldValue;
        }

        public boolean equals(Object o) {
            if (!(o instanceof Map.Entry))
                return false;
            Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
            return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());
        }

        public int hashCode() {
            return (key   == null ? 0 :   key.hashCode()) ^
                   (value == null ? 0 : value.hashCode());
        }

        public String toString() {
            return key + "=" + value;
        }

    }
    
    public static class SimpleImmutableEntry<K,V>
        implements Entry<K,V>, java.io.Serializable
    {
        private static final long serialVersionUID = 7138329143949025153L;

        private final K key;
        private final V value;

        public SimpleImmutableEntry(K key, V value) {
            this.key   = key;
            this.value = value;
        }

        public SimpleImmutableEntry(Entry<? extends K, ? extends V> entry) {
            this.key   = entry.getKey();
            this.value = entry.getValue();
        }

        public K getKey() {
            return key;
        }

        public V getValue() {
            return value;
        }

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

        public boolean equals(Object o) {
            if (!(o instanceof Map.Entry))
                return false;
            Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry<?,?>)o;
            return eq(key, e.getKey()) && eq(value, e.getValue());
        }
        
        public int hashCode() {
            return (key   == null ? 0 :   key.hashCode()) ^
                   (value == null ? 0 : value.hashCode());
        }
        
        public String toString() {
            return key + "=" + value;
        }

    }

除了上面的方法之外,AbstractMap 类中还提供了两个子类,分别是 SimpleEntry,SimpleImmutableEntry,两个子类都实现了Map.Entry 以及 Serializable 接口。
两个实现都非常简单,具体的方法也是大同小异,唯一有区别的是 setValue 这个方法,SimpleEntry 支持 setValue 的操作实现,而 SimpleImmutableEntry 就没有实现,说明前者为可变集合,后者为不可变集合。

13.总结

  • AbsrtactMap是其他Map具体实现类的骨架实现。
  • AbstractMap实现Map接口,主要是对Map接口中的抽象方法进行重写,个别方法因为子类的不同特性在子类中进行具体实现实现。
  • 在AbstractMap中,只没有对put()方法进行重写。
  • 在AbstractMap中,提供了两种Entry,可变Entry和不可变Entry,这两种均实现Map.Entry接口, SimpleEntry和SimpleImmutableEntry,SimpleEntry是中key变量不可变,SimpleImmutableEntry的key,value变量均不可变(final修饰),两者的equals()和hashcode()实现相同。 ps:我也是在自己学习和整理中,只是做个随笔,如有错误或者遗漏欢迎大家指出,或者一起讨论,一起进步。