Java HashMap: put وget والمرور على العناصر والأنماط الشائعة

الـ Map يخزّن أزواج المفتاح والقيمة

تخزّن HashMap (من java.util) ارتباطات: كل مفتاح يرتبط بـقيمة واحدة، وتبحث عن القيم عبر مفتاحها في زمن شبه ثابت. تخيّل قاموسًا: الكلمة هي المفتاح والتعريف هو القيمة.

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> ages = new HashMap<>();
        ages.put("Ada", 36);
        ages.put("Boris", 29);
        ages.put("Chen", 41);

        System.out.println(ages.get("Boris"));
        System.out.println(ages);
    }
}

معاملا النوع هما <KeyType, ValueType>. هنا تكون المفاتيح من نوع String والقيم من نوع Integer. كما هو الحال مع ArrayList، عادةً ما تُعلِن عن المتغيّر بنوع الواجهة Map وتُنشئ HashMap.

put وget والكتابة فوق القيمة

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> stock = new HashMap<>();
        stock.put("apples", 50);
        stock.put("apples", 75);   // المفتاح نفسه -> يكتب فوق القيمة القديمة

        System.out.println(stock.get("apples"));  // 75
        System.out.println(stock.get("pears"));    // null - المفتاح غير موجود
    }
}

أمران ينبغي استيعابهما:

• المفتاح فريد. استدعاء put بمفتاح موجود يستبدل قيمته ويُعيد القيمة القديمة.
• استدعاء get بمفتاح غير موجود يُعيد null، وليس خطأً. وفك التغليف التلقائي لهذا الـ null إلى int يُطلِق NullPointerException، وهو مصدر شائع للأخطاء.

getOrDefault يتفادى فخ القيمة null

بدلًا من فحص null في كل مرة، اطلب قيمة افتراضية:

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> stock = new HashMap<>();
        stock.put("apples", 50);

        int apples = stock.getOrDefault("apples", 0);
        int pears = stock.getOrDefault("pears", 0);

        System.out.println(apples + " apples, " + pears + " pears");
    }
}

هذه هي أنظف طريقة للتعامل مع عمليات البحث "ربما موجودة"، وهي تقود مباشرةً إلى أشهر نمط لـ HashMap.

عدّ مرات التكرار

عدّ كم مرة يظهر كل عنصر هو المهمة النموذجية لـ HashMap:

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "the cat the dog the cat";
        Map<String, Integer> counts = new HashMap<>();

        for (String word : text.split(" ")) {
            counts.put(word, counts.getOrDefault(word, 0) + 1);
        }

        System.out.println(counts);
    }
}

يُقرأ النمط map.put(key, map.getOrDefault(key, 0) + 1) على أنه "خذ العدّاد الحالي (أو صفرًا)، أضِف واحدًا، ثم خزّنه مرة أخرى". وهناك مكافئ أكثر أناقة هو counts.merge(word, 1, Integer::sum).

الفحص والحذف

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> ages = new HashMap<>();
        ages.put("Ada", 36);
        ages.put("Boris", 29);

        System.out.println(ages.containsKey("Ada"));     // true
        System.out.println(ages.containsValue(29));      // true
        System.out.println(ages.size());                 // 2

        ages.remove("Ada");
        System.out.println(ages.containsKey("Ada"));     // false
    }
}

تكتب putIfAbsent(key, value) فقط عندما يكون المفتاح غير موجود، وهي مفيدة للتهيئة الكسولة.

المرور على HashMap

تمرّ الحلقة الأكثر شيوعًا على entrySet()، فتعطيك كل مفتاح وقيمته معًا:

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> ages = new HashMap<>();
        ages.put("Ada", 36);
        ages.put("Boris", 29);
        ages.put("Chen", 41);

        for (Map.Entry<String, Integer> entry : ages.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + " is " + entry.getValue());
        }
    }
}

إذا كنت تحتاج إلى المفاتيح فقط أو القيم فقط:

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> ages = new HashMap<>();
        ages.put("Ada", 36);
        ages.put("Boris", 29);

        for (String name : ages.keySet()) {
            System.out.println(name);
        }
        for (int age : ages.values()) {
            System.out.println(age);
        }
    }
}

يمكنك أيضًا استخدام forEach مع تعبير لامدا: ages.forEach((name, age) -> System.out.println(name + ": " + age));.

الـ HashMap لا تحافظ على الترتيب

لا تقدّم HashMap أي ضمان بشأن ترتيب المرور على العناصر؛ فهو ما تُنتجه عملية التجزئة، وقد يتغيّر بين عملية تشغيل وأخرى. إذا كنت بحاجة إلى ترتيب يمكن التنبؤ به:

• تحافظ LinkedHashMap على ترتيب الإدخال.
• تُبقي TreeMap المفاتيح مرتّبة حسب الترتيب الطبيعي (أو حسب Comparator تقدّمه أنت).

تُنفّذ الثلاث جميعها واجهة Map، لذا فإن التبديل بينها هو تغيير في سطر واحد فقط في المُنشئ.

يجب أن تكون المفاتيح قابلة للتجزئة

تجد HashMap العناصر عبر تجزئة المفتاح، لذا يجب أن تتوافق دالتا hashCode() وequals() الخاصتان بالمفتاح فيما بينهما. الأنواع المدمجة مثل String وInteger تفعل ذلك بالفعل بشكل صحيح. وإذا استخدمت صنفًا من إنشائك كمفتاح، فأعِد تعريف كل من equals وhashCode؛ وإلا فإن كائنين "متساويين" في المعنى سينتهيان في حاويات مختلفة، وستفشل عمليات البحث لديك بشكل غامض.

التالي: HashSet

تُجيب HashMap عن السؤال "ما القيمة المخزّنة تحت هذا المفتاح؟". وعندما يهمّك فقط ما إذا كان شيء ما موجودًا أساسًا (مجموعة من القيم الفريدة، دون بيانات مرتبطة)، فإن الأداة المناسبة هي HashSet، وهي موضوعنا التالي.