是否有 Java 等價於 Python 的 defaultdict？

Question

在 Python 中， defaultdict類提供了一種從key -> [list of values]創建映射的便捷方法，在以下示例中，

from collections import defaultdict
d = defaultdict(list)
d[1].append(2)
d[1].append(3)
# d is now {1: [2, 3]}

在 Java 中有與此等效的嗎？

Answer 1

沒有任何東西可以提供開箱即用的默認 dict 行為。 然而，在 Java 中創建您自己的默認 dict 不會那么困難。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

public class DefaultDict<K, V> extends HashMap<K, V> {

    Class<V> klass;
    public DefaultDict(Class klass) {
        this.klass = klass;    
    }

    @Override
    public V get(Object key) {
        V returnValue = super.get(key);
        if (returnValue == null) {
            try {
                returnValue = klass.newInstance();
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            this.put((K) key, returnValue);
        }
        return returnValue;
    }    
}

這個類可以像下面這樣使用：

public static void main(String[] args) {
    DefaultDict<Integer, List<Integer>> dict =
        new DefaultDict<Integer, List<Integer>>(ArrayList.class);
    dict.get(1).add(2);
    dict.get(1).add(3);
    System.out.println(dict);
}

此代碼將打印： {1=[2, 3]}

Answer 2

在大多數需要defaultdict常見情況下，您會更滿意設計合理的 Multimap 或 Multiset，這正是您真正需要的。 Multimap 是鍵 -> 集合映射（默認為空集合），Multiset 是鍵 -> int 映射（默認為零）。

Guava提供了非常好的Multimaps 和 Multisets實現，幾乎涵蓋了所有用例。

但是（這就是我發布新答案的原因）在 Java 8 中，您現在可以使用任何現有Map復制defaultdict的其余用例。

• getOrDefault() ，顧名思義，返回值（如果存在），或返回默認值。 這不會在地圖中存儲默認值。
• computeIfAbsent()從提供的函數中計算一個值（它可以總是返回相同的默認值），並在返回之前將計算出的值存儲在映射中。

如果要封裝這些調用，可以使用 Guava 的ForwardingMap ：

public class DefaultMap<K, V> extends ForwardingMap<K, V> {
  private final Map<K, V> delegate;
  private final Supplier<V> defaultSupplier;

  /**
   * Creates a map which uses the given value as the default for <i>all</i>
   * keys. You should only use immutable values as a shared default key.
   * Prefer {@link #create(Supplier)} to construct a new instance for each key.
   */
  public static DefaultMap<K, V> create(V defaultValue) {
    return create(() -> defaultValue);
  }

  public static DefaultMap<K, V> create(Supplier<V> defaultSupplier) {
    return new DefaultMap<>(new HashMap<>(), defaultSupplier);
  }

  public DefaultMap<K, V>(Map<K, V> delegate, Supplier<V> defaultSupplier) {
    this.delegate = Objects.requireNonNull(delegate);
    this.defaultSupplier = Objects.requireNonNull(defaultSupplier);
  }

  @Override
  public V get(K key) {
    return delegate().computeIfAbsent(key, k -> defaultSupplier.get());
  }
}

然后像這樣構建你的默認地圖：

Map<String, List<String>> defaultMap = DefaultMap.create(ArrayList::new);

Answer 3

除了 apache 集合，還檢查谷歌集合：

類似於 Map 的集合，但可以將多個值與單個鍵相關聯。 如果使用相同的鍵但不同的值調用 put(K, V) 兩次，則多重映射包含從鍵到兩個值的映射。

Answer 4

您可以使用Apache Commons 中的MultiMap 。

Answer 5

在 Java 8+ 中，您可以使用：

map.computeIfAbsent(1, k -> new ArrayList<Integer>()).add(2);

Answer 6

僅使用 Java 運行時庫，您可以使用HashMap並添加一個ArrayList以在鍵尚不存在時保存您的值，或者在鍵存在時將值添加到列表中。

Answer 7

@tendayi-mawushe 的解決方案不適用於原始類型（例如InstantiationException Integer ），這是一種適用於 Integer、Double、Float 的實現。 我經常將 Maps 與這些一起使用並添加靜態構造函數以方便使用

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/** Simulate the behaviour of Python's defaultdict */
public class DefaultHashMap<K, V> extends HashMap<K, V> {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private final Class<V> cls;
    private final Number defaultValue;

    @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
    public DefaultHashMap(Class factory) {
        this.cls = factory;
        this.defaultValue = null;
    }

    public DefaultHashMap(Number defaultValue) {
        this.cls = null;
        this.defaultValue = defaultValue;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public V get(Object key) {
        V value = super.get(key);
        if (value == null) {
            if (defaultValue == null) {
                try {
                    value = cls.newInstance();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            } else {
                value = (V) defaultValue;
            }
            this.put((K) key, value);
        }
        return value;
    }

    public static <T> Map<T, Integer> intDefaultMap() {
        return new DefaultHashMap<T, Integer>(0);
    }

    public static <T> Map<T, Double> doubleDefaultMap() {
        return new DefaultHashMap<T, Double>(0d);
    }

    public static <T> Map<T, Float> floatDefaultMap() {
        return new DefaultHashMap<T, Float>(0f);
    }

    public static <T> Map<T, String> stringDefaultMap() {
        return new DefaultHashMap<T, String>(String.class);
    }
}

還有一個測試，為了禮貌：

import static org.junit.Assert.assertEquals;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import org.junit.Test;

public class DefaultHashMapTest {

    @Test
    public void test() {
        Map<String, List<String>> dm = new DefaultHashMap<String, List<String>>(
                ArrayList.class);
        dm.get("nokey").add("one");
        dm.get("nokey").add("two");
        assertEquals(2, dm.get("nokey").size());
        assertEquals(0, dm.get("nokey2").size());
    }

    @Test
    public void testInt() {
        Map<String, Integer> dm = DefaultHashMap.intDefaultMap();
        assertEquals(new Integer(0), dm.get("nokey"));
        assertEquals(new Integer(0), dm.get("nokey2"));
        dm.put("nokey", 3);
        assertEquals(new Integer(0), dm.get("nokey2"));
        dm.put("nokey3", 3);
        assertEquals(new Integer(3), dm.get("nokey3"));
    }

    @Test
    public void testString() {
        Map<String, String> dm = DefaultHashMap.stringDefaultMap();
        assertEquals("", dm.get("nokey"));
        dm.put("nokey1", "mykey");
        assertEquals("mykey", dm.get("nokey1"));
    }
}

Answer 8

我編寫了包含此類數據結構的庫Guavaberry ： DefaultHashMap 。

它經過高度測試和記錄。 您可以通過 Maven Central 輕松找到並集成它。

主要優點是它使用 lambda 來定義工廠方法。 因此，您可以添加一個任意定義的類實例（而不是依賴於默認構造函數的存在）：

DefaultHashMap<Integer, List<String>> map = new DefaultHashMap(() -> new ArrayList<>());
map.get(11).add("first");

我希望這能有所幫助。