Map 值增加的最高效的方法 —— 只一次搜索键

这个问题初看起来可能会比较基础，但却在论坛里频繁地讨论。在这篇文章中，我将会讨论一种只在 Map 中搜索一次键的方法。 让我们看一个例子。假设我正在创建一个词频表，使用 Map 来保存，每一个键都是一个待统计的词而值则是其频率（每次添加词的时候都递增）。一个直接的实现方法是： 1 int count = map.containsKey(string) ? map.get(string) : 0; 2 map.put(string, count + 1); 由于这段代码包含了3 个潜在的浪费时间的操作（containsKey()、get()、[put()](http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Map.html#put(K, V))），所以效率不会很高。每次执行统计操作，都会搜索 Map 中的键。现在，我们以此为例子，看如何为 Map 值增加提高性能。

Integer VS MutableInteger VS AtomicInteger 我们不得不调用三次消耗性能的操作，一个重要的原因就是使用了Integer来计数。在Java中，Integer是不可以被改变的。它在构造完成以后就会阻止我们修改其整数值。因而，为了让计数器增长，我们就不得不从map中先获得整数，然后再创建另外一个新的整数，新增并且添加回map中 需要使得计数器可修改，有几种方法。其中一个就是简单的创建你自己的MutableInteger，想我在下面展示的这样： 01 public class MutableInteger { 02 03 private int val; 04 05 public MutableInteger(int val) { 06 this.val = val; 07 } 08 09 public int get() { 10 return val; 11 } 12 13 public void set(int val) { 14 this.val = val; 15 } 16 } 另外一种方法也许就是使用Java中AtomicInteger了，它被用于诸如需要原子增长计数器的应用程序之中。而把AtomicInteger作为首选是因为你会想要在对整数进行操作的时候实现线程安全。因此它不能作为Integer的替代。基于此，如果线程安全并不是你的项目一个重要的考虑事项，那我就不会推荐AtomicInteger。

只一次搜索键 在使用MutableInteger之后,我们改变上面的代码如下： 1 if (map.containsKey(string)) { 2 MutableInteger count = map.get(string); 3 count.set(count.get() + 1); 4 } else { 5 map.put(string, new MutableInteger(1)); 6 } 或者 1 MutableInteger count = map.get(string); 2 if (count != null) { 3 count.set(count.get() + 1); 4 } else { 5 map.put(string, new MutableInteger(1)); 6 } 在最糟糕的时候，当键还没有出现过，这段代码会执行2个搜索：一次是获取MutableInteger，另一次是是设值。这比前面的那段代码更优化。但我们不应该仅仅满足现在，如果你查看了[Map.putt()]方法。(http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/util/Map.html#put(K, V)) 在java文档中的方法。你会发现这个方法会返回先前与之关联键的值。这就意味着我们可以合并重新获取对象和设置方法。然而，也许你会好奇：如果我们不首先获得计数器，我们怎么来设置新的计数器呢？现在我们终于碰到了这篇文章中最棘手的部分：我们可以简单的使用零频率计数器！ 1 public int incrementCount(K key, int count) { 2 MutableInteger tmpCount = new MutableInteger(0); 3 MutableInteger oldCount = map.put(key, tmpCount); 4 if (oldCount != null) { 5 count += oldCount.get(); 6 } 7 tmpCount.set(count); 8 return count; 9 }

另一个计数器 把所有必要操作放入到类中看起来对以后的使用非常有用。因此我创建了一个Counter类, 并声明它为公共可用。在这个Counter中定义了一个集合，用于记录一个对象在集合中出现的次数。假如你有一个包含集合{a, a, b, c}的计数器。调用getCount()方法，那么“a”将会返回2，然而调用keySet()将会返回{a,b,c}。这个类和Map的工作原理很像，但是它却比Map有更简单的方法。 获得/设置/递增计数对象并计算各种函数的计数。Counter的构造器和addAll()方法可用来复制另一个计数器的内容。可以通过 IntCounter和 AbstractMapBag对Counter类进行修改。

Counter中一些被强调的操作方法如下： incrementCount()和 decrementCount():根据给定的键值对当前的计数增加/减去给定的数值。如果这个键值在以前没有出现过，那么可以断定它的计数是0，增加计数的方法将会设置它的计数到给定的值。减值的方法将会把它的值设置为-1。 getCount():返回给定键值当前的计数，如果以前没有出现过就返回0。 keysAt(), keysAbove()和keysBelow():返回给定键值的计数，计数必须是与给定的阈值相等，大于或者小于。这个集合可能有0个元素，但是它不会为空。 argmin() 和 argmax():查找并返回在这个计数器中最小或者最大计数的键值。如果有多个最小或者最大计数，那么就随机返回一个值。当Counter为空的时候返回空值。