为什么没有方法可以在 Java Map 中返回给定值的键？

Question

在Javadocs 中， Map 接口具有containsKey(Object key) 、 containsValue(Object value)和get(Object key) 。 为什么没有方法getKey(Object value) ？ 一旦有了查找 Map 是否包含 Value 的方法，为什么还不能返回它呢？
我知道 Map 可能包含多个任何值，但也许该方法可以返回该值的第一个实例。

Answer 1

让我们以与使用联系人列表相同的方式使用java.util.Map的实现，无论是在工作中还是在手机上。

例如，假设您想找到您朋友 John Smith 的电话号码，以便您可以给他打电话。 您将得到无论是名字或姓氏搜索的机会。

但是，Java 对映射的限制是所有键中的键必须是唯一的，因此，如果您知道一个 John Smith 和一个 John Doe，那么您插入到映射中的最后一个人将“获胜”，而您将输约翰史密斯的数据。 默默。

如果您改为按姓氏（例如 Smith）插入，然后将您认识的所有 Smiths 的值放入一个列表（John、Jane、William、Robert、Emmett），您将能够找到您要查找的内容既高效又安全，而不会损坏您的联系人列表。

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不能按值搜索的原因是，当值存储在键值对数据结构中时，没有明确的唯一性保证。 即使 Guava 的BiMap被吹捧为您的问题的“解决方案”，仍然受到键和值唯一性的限制，这不是您想要的。 更糟糕的是，拥有Map<List<String>, String>结构将是一场噩梦，主要是因为该键可以更改，而这根本不是任何人想要的。

如果您希望能够获得给定值的键，那么您别无选择，只能迭代数据结构的全部内容，这（谢天谢地，或者可怕 - 选择）正是Map.Entry<K, V>提供 - 一个可迭代的条目集，以便您可以对地图中的每个元素进行自己的检查。

Answer 2

Java Map接口旨在通过键有效地查找值。

最常用的实现之一是HashMap ，它将值放入桶中并提供恒定时间查找（假设值在桶中分布良好）。 这意味着查找键的速度非常快——您可以在恒定时间内对键进行散列，并且几乎可以立即查看是否存在匹配值。 但是，为了检查值是否存在，您需要遍历所有值。

另一种常见的实现是TreeMap ，在某些情况下，您的键可以轻松排序，它可能比HashMap更好。 树的分支允许快速（虽然log(n) ，而不是恒定时间）键查找。 然而，再次查找值需要遍历树的每个节点，直到找到一个值。

如果您需要这种可以从 Key 到 Value 或 Value 到 Key 的查找，您应该使用BiMap ，它基本上是两个映射到一个对象中 - 一个正向映射和一个反向映射。 谷歌的番石榴库有一个我过去用过的。

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更好的问题是“如果此方法对于大多数实现来说效率低下，为什么 Java Map接口提供containsValue方法？” 但我希望这可能与 SO 无关 - 您可以考虑在Computer Science 中询问。

Answer 3

Java 集合框架并没有实现理论上可以用所提供的类实现的所有功能——某些功能可能需要添加到特定应用程序中。 对于为什么选择一组功能而不是另一组功能，没有明确的正确答案——只有框架的原始设计者知道这一点。

但是，在这种情况下，至少有两个原因可以推测提供反向（值->键）查找将是一个坏主意，这似乎是合理的。 首先，对于开发人员来说，与正向（键-> 值）查找相比，它必然是低效的，这一点并不明显。 如果您实际上必须使用迭代来实现它，这将很快变得显而易见。

其次，尽管 OP 表示在多个键映射到相同值的情况下，反向查找方法可能会返回“第一个”匹配值，但映射中确实没有“第一个”的强大概念。

不过，归根结底，这都是猜测。