HashMap.keySet（）如何返回鍵的視圖？

Question

這是java.util.HasMap類中的keySet（）函數：

public Set<K> keySet() {
    Set<K> ks = keySet;
    if (ks == null) {
        ks = new KeySet();
        keySet = ks;
    }
    return ks;
}

在評論中，它說這個功能

返回此映射中包含的鍵的{@link Set}視圖。 該集由地圖支持，因此對地圖的更改將反映在集中，反之亦然。

因此，我期望KeySet類型的對象，此函數返回的對象將包含對“視圖鍵”的引用。 但是，當我查看代碼時，KeySet類根本不包含任何字段及其所有超類。

final class KeySet extends AbstractSet<K> {
    public final int size()                 { return size; }
    public final void clear()               { HashMap.this.clear(); }
    public final Iterator<K> iterator()     { return new KeyIterator(); }
    public final boolean contains(Object o) { return containsKey(o); }
    public final boolean remove(Object key) {
        return removeNode(hash(key), key, null, false, true) != null;
    }
    public final Spliterator<K> spliterator() {
        return new KeySpliterator<>(HashMap.this, 0, -1, 0, 0);
    }
    public final void forEach(Consumer<? super K> action) {
        Node<K,V>[] tab;
        if (action == null)
            throw new NullPointerException();
        if (size > 0 && (tab = table) != null) {
            int mc = modCount;
            for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {
                for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next)
                    action.accept(e.key);
            }
            if (modCount != mc)
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }
}

有人可以解釋一下

1. “鑰匙的視圖”是什么意思？ 什么樣的數據是“觀點”？
2. HashMap.keySet（）如何通過使用KeySet對象返回鍵的視圖，該對象根本不包含對任何內容的任何引用？

為了更清楚：

這是打印出鍵集值的代碼示例。 雖然KeySet對象保存對包含的地圖數據的引用，但是如何准確地輸出關鍵數據而不是地圖的其他數據（不是值數據或其他任何數據）。 什么是告訴這個KeySet對象只保存MapKeys？ 我在代碼中看不到這樣的指令。

package com.tutorialspoint;
import java.util.*;

public class HashMapDemo {
   public static void main(String args[]) {

     // create hash map
     HashMap newmap = new HashMap();

     // populate hash map
     newmap.put(1, "tutorials");
     newmap.put(2, "point");
     newmap.put(3, "is best");

     // get keyset value from map
     Set keyset = newmap.keySet();

     // check key set values
     System.out.println("Key set values are: " + keyset);
   }    
}

輸出：

鍵集值為：[1,2,3]

Answer 1

1. “ 視圖 ”是一種對象，其數據由不同的對象支持，但以不同的方式提供。 在這種情況下，它提供Map的鍵的“視圖”作為Set 。 這對用戶和性能都有很多好處。

   值得注意的是，由於它與支持類共享其數據，因此內存開銷非常小 - 它不需要將所有鍵復制到一個全新的Set 。 此外，用戶無需擔心視圖與支持結構不同步 - 添加和刪除將立即通過視圖顯示。

2. 因為KeySet是一個內部類，所以它可以訪問其包含類（ HashMap ）的實例的字段。 請注意代碼段中的HashMap.this表示法。

   • size()的return size; 是對HashMap的size字段的引用
   • clear()的HashMap.this.clear(); 調用HashMap的clear()方法（它需要使用HashMap.this來引用map的clear()方法而不是它自己的方法）
   • contains()代表HashMap的containsKey()方法-這並不需要HashMap.this因為KeySet沒有碰撞containsKey()方法
   • remove()類似地委托給HashMap的removeNode()

   如果它被聲明為final static class KeySet那么它將是一個靜態嵌套類，它不依賴於包含類的實例（它只是組織相關類的一種方式）。 在這種情況下， KeySet需要一個顯式的HashMap字段，並且需要將有問題的地圖傳遞給構造函數。 內部類使這隱含（這是簡潔的，但有時令人困惑）。

3. 什么是告訴這個KeySet對象只保存MapKeys？

   要明確的是，沒有這樣的指示。 KeySet實例可以傳遞地訪問支持映射的所有字段和方法。 但是您的示例（ System.out.println("Key set values are: " + keyset); keyset.toString() System.out.println("Key set values are: " + keyset); ）隱式調用keyset.toString() ，這是（有意）未實現以返回映射的值。 因為KeySet擴展了AbstractSet （后者又擴展了AbstractCollection ），所以.toString()依賴於KeySet的iterator()實現，該實現提供了映射鍵的迭代器，而不是其值。