在 Java 中，如何為用作 HashMap 值的 ArrayList 新增值

1. 概述

在本教程中，我們將探討如何在 Java 中使用Map來儲存單一鍵的多個值。一種方法是使用List作為Map值類型，並將元素加入其中，資料結構的形式為Map<K, List<V>> 。

我們將示範如何使用HashMap和ArrayList ，當然您也可以使用任何其他Map和List實作。此外，我們還可以使用支援多值資料結構的外部函式庫。我們將介紹三種實作此方法的方式，包括如何安全地將多個值加到同一個鍵。

2. 手動處理鍵、值和清單元素

第一種方法，我們將自行處理所有事情，手動新增金鑰：

public static Map<String, List> addKeyManually(Map<String, List> map, String key, String value) {

 if (!map.containsKey(key)) {

 map.put(key, new ArrayList());

 }

 map.get(key).add(value);

 return map;

 }

我們正在手動檢查HashMap是否包含我們嘗試新增的key ，以確保存在有效的ArrayList來儲存我們的值。如果該鍵不包含有效的List ，我們將使用put方法為字典指派一個 List，即map.put(key, new ArrayList<>()) 。

一旦我們知道映射中存在給定key的有效List ，**我們就可以手動向List.**我們可以使用map.get(key) ` 方法get此List 。然後，對於該List ，我們可以使用map.get(key).add(value)方法add value 。

我們可以直接對空的HashMap使用此方法：

Map<String, List<String>> map = new HashMap<>();

 ArrayListInHashMap.addKeyManually(map, K1, K1_V1);

 ArrayListInHashMap.addKeyManually(map, K1, K1_V2);

 ArrayListInHashMap.addKeyManually(map, K2, K2_V1);

這將會建構一個形如{key1=[key1_value1, key1_value2], key2=[key2_value1]}.我們可以看到，並非每個List都需要包含相同數量的值。

這個解決方案有點冗長，但它非常通用，因為我們可以在任何 Java 版本（甚至是 Java 5）中使用它，而且它有助於理解此實作的基本邏輯。

然而，這個版本的計算效率不如以下方案。這裡我們需要執行兩到三次查找。其中兩個查找分別透過containsKey和get方法完成。如果執行put操作，則可能需要第三次查找。我們可以透過新增null檢查來最佳化程式碼，從而避免同時呼叫containsKey和 `get` 方法。 get 。

3. 利用computeIfAbsent方法

從 Java 8 開始，我們可以使用Map介面的computeIfAbsent方法。我們可以透過傳入key ，以及一個用於獲取新值並將其插入到映射中的映射（如果該key不存在），來使用此computeIfAbsent方法檢索映射中給定鍵的key ：

public static Map<String, List> addKeyWithComputeIfAbsent(

 Map<String, List> map, String key, String value) {

 map.computeIfAbsent(key, k -> new ArrayList()).add(value);

 return map;

 }

透過使用computeIfAbsent我們不需要手動執行containsKey檢查，因為初始化時會自動執行此檢查。

我們可以再次建構與之前相同的地圖：

Map<String, List<String>> map = new HashMap<>;

 ArrayListInHashMap.addKeyWithComputeIfAbsent(map, K1, K1_V1);

 ArrayListInHashMap.addKeyWithComputeIfAbsent(map, K1, K1_V2);

 ArrayListInHashMap.addKeyWithComputeIfAbsent(map, K2, K2_V1);

這段程式碼的主要優勢在於，我們使用computeIfAbsent,而之前這些操作都是手動完成的。 `computeIfAbsent` computeIfAbsent只需一次查找，而先前的版本則需要兩到三次查找，因為它只查找一次鍵，並在鍵位於該記憶體位置時就決定下一步操作。但是， computeIfAbsent函數需要 Java 8 或更高版本才能使用。

4. 使用外部函式庫

當然，在HashMap中為同一個鍵儲存多個值是我們經常會遇到的問題。因此，我們可以藉助外部庫提供的資料結構來解決這個問題。我們將介紹三種最常用的資料結構，以便我們可以直接使用程式碼庫中已經使用的資料結構。

4.1. 來自 Apache Commons Collections 的MultiValuedMap

Apache Commons Collections 庫提供了MultiValuedMap接口，讓我們可以為單個鍵儲存多個值：

public static MultiValuedMap<String, String> addKeyToApacheMultiValuedMap(

 MultiValuedMap<String, String> map, String key, String value) {

 map.put(key, value);

 return map;

 }

這看起來和之前的方法類似，但我們不需要手動管理ArrayList部分，只需呼叫put方法即可，它會自動處理所有操作。此外，還有許多其他輔助方法可以幫助我們輕鬆地與地圖內容互動。

4.2. Spring 中的LinkedMultiValueMap

另一個支援單一鍵對應多個值的流行庫是 Spring。它提供了LinkedMultiValueMap介面來實現我們的目標：

public static MultiValueMap<String, String> addKeyToSpringLinkedMultiValueMap(

 MultiValueMap<String, String> map, String key, String value) {

 map.add(key, value);

 return map;

 }

我們可以看到， map類型宣告使用了兩個字串， MultiValueMap<String, String> ，因為它是一個 ` LinkedMultiValueMap ，可以處理具有相同鍵的值。之前，我們使用的是 ` HashMap ，其中每個鍵都是一個String ，對應的值是一個List<String> `。

4.3. 來自 Google Guava 的Multimap

最後，另一個流行的庫是谷歌的 Guava，它提供了Multimap接口，可以創建一個鍵存儲多個值的映射：

public static Multimap<String, String> addKeyToGuavaMultimap(

 Multimap<String, String> map, String key, String value) {

 map.put(key, value);

 return map;

 }

我們發現所有外部函式庫的語法都非常相似。 Guava 庫非常高效，並且被廣泛應用於許多大型專案中，因此，如果我們已經在程式碼庫中使用它，那麼我們可能可以直接獲得地圖功能的支援。

5. 結論

本文討論了在類似映射的結構中，如何為單一鍵設定多個值。我們介紹了三種解決方案，您可以根據程式碼和需求進行選擇。

第一種方案詳細描述了處理過程的每一步，即手動處理分配給 HashMap 中每個鍵的ArrayList中的值HashMap.此方案相容於所有 Java 版本，但略顯冗長。此外，根據我們的實作方式，可能會遇到一些較新函式庫所不需要的計算開銷。

第二種方法可以利用一些較新的技術。它仍然使用一個Map和一個List來儲存每個鍵的多個值，但我們依賴一些方法來自動化介面的使用並執行檢查。

最後，第三種解決方案著重於外部庫中實現的接口，例如 Apache Commons Collections 中的MultiValuedMap 、Spring 中的LinkedMultiValueMap和 Google Guava 中的Multimap 。如果我們已經在程式碼庫中使用這些庫中的任何一個，就可以利用這些結構來簡化程式碼。