Java HashMap: put, get, перебор и типичные приёмы

Map хранит пары ключ-значение

HashMap (из java.util) хранит соответствия: каждый ключ сопоставлен с одним значением, и вы ищете значения по их ключу примерно за константное время. Представьте словарь: слово — это ключ, определение — это значение.

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);
    }
}

Два параметра типа — это <KeyType, ValueType>. Здесь ключи имеют тип String, а значения — Integer. Как и с ArrayList, переменную обычно объявляют с типом интерфейса Map, а создают HashMap.

put, get и перезапись

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);   // тот же ключ -> перезаписывает старое значение

        System.out.println(stock.get("apples"));  // 75
        System.out.println(stock.get("pears"));    // null - ключа нет
    }
}

Две вещи, которые стоит усвоить:

• Ключ уникален. put с существующим ключом заменяет его значение и возвращает старое.
• get по отсутствующему ключу возвращает null, а не ошибку. Автораспаковка этого null в int выбрасывает NullPointerException, что является частым источником ошибок.

getOrDefault избавляет от ловушки с null

Вместо того чтобы каждый раз проверять на null, запрашивайте значение по умолчанию:

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");
    }
}

Это самый чистый способ обработки поиска «возможно, есть», и он напрямую ведёт к самому известному приёму с HashMap.

Подсчёт вхождений

Подсчёт того, сколько раз встречается каждый элемент, — это хрестоматийная задача для 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);
    }
}

Приём map.put(key, map.getOrDefault(key, 0) + 1) читается как «возьми текущий счётчик (или ноль), прибавь единицу и запиши обратно». Более аккуратный эквивалент — counts.merge(word, 1, Integer::sum).

Проверка и удаление

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
    }
}

putIfAbsent(key, value) записывает значение только тогда, когда ключ отсутствует, — полезно для отложенной инициализации.

Перебор HashMap

Самый распространённый цикл проходит по entrySet(), давая вам ключ и значение вместе:

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());
        }
    }
}

Если нужны только ключи или только значения:

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);
        }
    }
}

Можно также использовать forEach с лямбдой: ages.forEach((name, age) -> System.out.println(name + ": " + age));.

HashMap не сохраняет порядок

HashMap не даёт никаких гарантий относительно порядка перебора: он определяется хешированием и может меняться от запуска к запуску. Если вам нужен предсказуемый порядок:

• LinkedHashMap сохраняет порядок вставки.
• TreeMap держит ключи отсортированными по естественному порядку (или по Comparator, который вы предоставите).

Все три реализуют интерфейс Map, поэтому переход с одной на другую — это изменение одной строки в конструкторе.

Ключи должны быть хешируемыми

HashMap находит записи, хешируя ключ, поэтому методы hashCode() и equals() ключа должны быть согласованы. Встроенные типы вроде String и Integer уже делают это правильно. Если вы используете собственный класс в качестве ключа, переопределите и equals, и hashCode, иначе два объекта, «равные» по смыслу, попадут в разные корзины, и ваш поиск будет загадочным образом давать сбои.

Далее: HashSet

HashMap отвечает на вопрос «какое значение хранится под этим ключом?». Когда вам важно только то, присутствует ли что-то вообще (набор уникальных значений без связанных данных), нужный инструмент — HashSet, и он будет дальше.