如何在Java中创建一个双向映射？

Question

我需要一个数据结构来存储字符串-整数值对，这些值之间是1:1的关系，并且能够从任意一方查找对应项。

我编写了一个包含哈希表和字符串数组的类，并将数据存储了两次，并使用内置函数进行查找。

我的问题是，有没有更好的方法实现这个需求？更好的意思是既高效又不用存储两次数据，最好也不需要写太多代码 :P。

- sekmet64

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请查看这个简单的答案 https://dev59.com/ikzSa4cB1Zd3GeqPrPmH#39329515 - Sibin John Mattappallil

可能是Java是否有带有反向查找的HashMap？的重复问题。 - blahdiblah

Answer 1

看起来您可能正在寻找一个双向映射表。

Guava中包含一个BiMap接口和一些实现。

根据BiMap的文档：

bimap（或“双向映射表”）是一种保留其值唯一性和键唯一性的映射表。此约束使得双向映射表能够支持“反向视图”，即另一个双向映射表，其中包含与此双向映射表相同的条目，但具有反转的键和值。

BiMap.inverse方法似乎返回一个Map，其值作为键，键作为值，这样可以使用Map调用get获得键。

此外，inverse方法返回的Map是基于底层数据的视图，因此无需复制原始数据。

从BiMap.inverse方法的文档中可以了解到：

返回此bimap的反向视图，将此bimap的每个值映射到其关联键。这两个双向映射表都由相同的数据支持；对一个映射表所做的任何更改都将出现在另一个映射表中。

- coobird

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答案中的Javadoc链接已不再有效。请使用以下链接替代：https://google.github.io/guava/releases/snapshot-jre/api/docs/com/google/common/collect/BiMap.html - Jim Davis

提供一个使用该库的实际示例会很好。它只是一个带有大量实现的接口。 - mjs

Answer 2

你可以这样简单地实现。请注意，数据在此实现中未被复制，只有引用！我已添加了add和get的实现。remove和其他所需方法留作练习 :)

public class TwoWayHashmap<K extends Object, V extends Object> {

  private Map<K,V> forward = new Hashtable<K, V>();
  private Map<V,K> backward = new Hashtable<V, K>();

  public synchronized void add(K key, V value) {
    forward.put(key, value);
    backward.put(value, key);
  }

  public synchronized V getForward(K key) {
    return forward.get(key);
  }

  public synchronized K getBackward(V key) {
    return backward.get(key);
  }
}

当然，确保“值”唯一性是应用程序的责任。 示例用法：

TwoWayHashmap twmap = new TwoWayHashmap<String, String>();
twmap.add("aaa", "bbb");
twmap.add("xxx", "yyy");
System.out.println(twmap.getForward("xxx"));
System.out.println(twmap.getBackward("bbb"));

- Gopi

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如果没有Guava的BiMap，这将是一种有趣的方法。然而，我建议您让这个类实现Map接口。 - Noel M

如果您需要带有Map接口的类，可以使用Map<K, V> inverse()替换getBackward方法，该方法将返回反向映射。 - Андрей Москвичёв

K继承Object几乎没有必要。 - mjs

Answer 3

Apache Commons 还包含BidiMap（双向映射）。

定义了一种允许在键和值之间进行双向查找的映射。

这个扩展 Map 表示一种映射，其中一个键可以轻松查找一个值，一个值也可以轻松查找一个键。该接口扩展了 Map 接口，因此可在任何需要 Map 的地方使用。该接口提供了一个反转的映射视图，使得完全可以访问 BidiMap 的两个方向。

- Alex B

Answer 4

Google Guava拥有一个BiMap，可以实现您想要的功能。

- jqno

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好的，搞定了！我试着搜索“2 way map”，但没找到结果。看来“bidirectional map”才是正确的术语。 - sekmet64

答案中的Javadoc链接已不再有效。请使用以下链接替代：https://google.github.io/guava/releases/snapshot-jre/api/docs/com/google/common/collect/BiMap.html - Jim Davis

Answer 5

使用 Guava，

    HashBiMap<String, String> map = HashBiMap.create();

    map.put("name", "Sohail");
    map.put("country", "Pakistan");

    Log.d("tag", "name is " + map.get("name"));


    BiMap<String, String>invmap= map.inverse();

    Log.d("tag", "Pakistan is a " + invmap.get("Pakistan"));

阅读完整教程在这里。

- SohailAziz

Answer 6

一定不需要写很多代码 → 使用lambda
从您的 Map<String,Integer> map 中，您可以通过以下方式获得反转后的映射：

Map<Integer,String> inverted = map.keySet().stream().collect(Collectors.toMap( s -> map.get( s ), s -> s ) );

- Kaplan

Answer 7

创建一个将Object映射到Object的哈希表 - 然后您可以使用相同的哈希表来存储String-> Integer和Integer-> String。

当您添加字符串/整数对时，只需将其双向添加到同一哈希表中即可。

- Dave Kirby

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这个实现方式并不太明智。你抛弃了所有泛型类型的安全性，还使得操作地图时的复杂度增加了，因为会双倍添加条目。这里也没有封装你所实现的双向映射机制。 - Tom

@Tom - 我匆忙写下了答案，并假设实现者足够明智，会将哈希映射包装在一个控制访问并执行所需类型转换的类中。我将在以后更清楚地表达这一点。 - Dave Kirby

你可能会遇到的另一个问题是存储A->B和B->C，这在问题上应该没问题，但在你的答案中不行。 - DerMike