255. Java 集合 - 使用 `compute()` 系列方法操作 Map 的值255. Java 集合 - 使用

255. Java 集合 - 使用 `compute()` 系列方法操作 Map 的值

Map 接口提供了三种有用的 计算/更新值 的方法：compute(), computeIfPresent() 和 computeIfAbsent()。这些方法非常灵活，可以帮助我们在 Map 中添加或更新键值对，而不需要显式地检查键是否存在。

1. 🛠️ `compute()`, `computeIfPresent()` 和 `computeIfAbsent()` 方法概述

这三种方法的参数结构如下：

key：操作的目标键
value：现有值（对于 compute() 和 computeIfPresent()）
BiFunction 或 Function：执行映射操作的函数（对于 compute() 是 BiFunction，对于 computeIfAbsent() 是 Function）

🔹 `compute()` 方法

compute() 方法根据现有的键值对（如果有的话）重新计算并替换该键的值。
参数：
- 第一个参数：键（key）
- 第二个参数：当前键绑定的值（如果键存在，否则为 null）
- 返回值：新的值或 null（如果返回值为 null，则键将从 Map 中删除）

🔹 `computeIfPresent()` 方法

computeIfPresent() 方法仅在键存在且绑定的值不为 null 时才会执行映射操作。
参数：
- 第一个参数：键（key）
- 第二个参数：现有值（如果键存在且值不为 null）
- 返回值：新的值或 null（如果返回 null，则键将从 Map 中删除）

🔹 `computeIfAbsent()` 方法

computeIfAbsent() 方法用于在 Map 中不存在指定键时计算并添加一个值。
参数：
- 第一个参数：键（key）
- 第二个参数：用于计算新值的函数，该函数接收键作为参数，并返回计算出的新值
- 返回值：新值或 null（如果返回值为 null，则键将不被插入 Map）

🔸 注意：

如果映射函数返回 null，则对应的键将被从 Map 中移除，因为不能有值为 null 的键值对。
compute() 和 put() 方法的语义不同：put() 返回的是旧值，而 compute() 返回的是新值。

2. 🔄 示例：使用 `computeIfAbsent()` 创建以单词长度为键的 Map

🌱 目标：根据单词列表创建一个 Map，其中键是单词的长度，值是包含该长度单词的列表。

假设我们有一个字符串列表：

List<String> strings = List.of("one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven");

我们希望得到一个 Map，如下所示：

3 :: [one, two, six]
4 :: [four, five]
5 :: [three, seven]

📝 传统方式（不使用 `computeIfAbsent()`）：

Map<Integer, List<String>> map = new HashMap<>();
for (String word : strings) {
    int length = word.length();
    if (!map.containsKey(length)) {
        map.put(length, new ArrayList<>());
    }
    map.get(length).add(word);
}

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " :: " + value));

🖨️ 输出结果：

3 :: [one, two, six]
4 :: [four, five]
5 :: [three, seven]

这种方式可以工作，但是它在每次循环时都要检查是否存在该键，如果没有就创建一个新的列表。

📝 改进方式（使用 `putIfAbsent()`）：

for (String word : strings) {
    int length = word.length();
    map.putIfAbsent(length, new ArrayList<>());
    map.get(length).add(word);
}

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " :: " + value));

这种方式更加简洁，但依然存在一个问题：每次都要创建一个新的空列表，虽然 putIfAbsent() 只会在 Map 中没有该键时插入值，但仍然是一个多余的操作。

📝 最优方式（使用 `computeIfAbsent()`）：

for (String word : strings) {
    int length = word.length();
    map.computeIfAbsent(length, key -> new ArrayList<>())
       .add(word);
}

map.forEach((key, value) -> System.out.println(key + " :: " + value));

🖨️ 输出结果：

3 :: [one, two, six]
4 :: [four, five]
5 :: [three, seven]

✅ 使用 computeIfAbsent() 可以在不存在该键时仅创建空列表，这比使用 putIfAbsent() 更高效。computeIfAbsent() 方法只会在 Map 中不存在该键时调用映射函数，并返回新创建的空列表，之后我们可以直接在这个列表上添加单词。

3. 🏁 为什么 `computeIfAbsent()` 更高效？

高效性：computeIfAbsent() 只会在键不存在时执行映射操作，这避免了不必要的列表创建。相比之下，putIfAbsent() 每次都会创建一个新列表，即使该键已经存在，虽然它不会覆盖已存在的值。
简洁性：computeIfAbsent() 将键的检查和映射操作合并到一个方法中，简化了代码逻辑。

4. 🎯 总结

方法	功能说明	返回值
`compute(key, remappingFunction)`	根据现有值计算并更新 Map 中的键值对	新值或 `null`
`computeIfPresent(key, remappingFunction)`	仅当键存在且值不为 `null` 时更新值	新值或 `null`
`computeIfAbsent(key, mappingFunction)`	仅当键不存在时创建并插入新值	新值或 `null`

互动问题

问题1：computeIfAbsent() 为什么比 putIfAbsent() 更高效？

答案示例：computeIfAbsent() 只在键不存在时创建新值，而 putIfAbsent() 每次都创建一个新值，不管键是否已存在。

问题2：compute() 方法的返回值和 put() 方法的返回值有什么区别？

答案示例：compute() 返回的是新的值，而 put() 返回的是旧值。

问题3：computeIfAbsent() 方法的映射函数是什么时候执行的？

答案示例：computeIfAbsent() 的映射函数只有在键不存在时才会被执行。

255. Java 集合 - 使用 `compute()` 系列方法操作 Map 的值