使用示例在Java中的HashMap computeIfAbsent()方法

在Java中，HashMap是大家非常常见的数据结构之一。它允许我们存储键值对，并且可以通过键快速访问对应的值。HashMap的实现基于哈希表，在访问数据时具有O(1)的平均时间复杂度。这种设计使得HashMap成为处理大量数据非常高效的数据结构之一。

在本文中，我们将学习HashMap的一个非常实用的方法，即computeIfAbsent()方法。我们将介绍它的基本用法及示例代码，以及它的一些高级特性。

HashMap computeIfAbsent()方法基础用法

在学习computeIfAbsent()方法之前，我们先看一下HashMap的基本用法。HashMap的基本操作包括put()、get()和remove()三个方法。put()用于向HashMap中添加元素，get()用于获取指定键对应的值，remove()用于删除指定键及其对应的值。

接下来，我们来看一下computeIfAbsent()方法。它的作用是根据指定的键从HashMap中获取对应的值。如果这个键不存在，则会使用指定的计算函数计算一个新值，并将此新值与指定的键关联起来。

下面是computeIfAbsent()方法的基本语法：

V computeIfAbsent(K key, Function<? super K, ? extends V> mappingFunction)

其中，key表示想要获取的值的键；mappingFunction是计算函数，用于在键不存在的时候计算值。

下面是一个使用computeIfAbsent()方法的示例代码：

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

public class HashMapComputeIfAbsentExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
        map.put("a", 1);
        map.put("b", 2);
        map.put("c", null);

        Integer aValue = map.computeIfAbsent("a", k -> 3);
        Integer bValue = map.computeIfAbsent("b", k -> null);
        Integer cValue = map.computeIfAbsent("c", k -> 3);
        Integer dValue = map.computeIfAbsent("d", k -> 4);

        System.out.println(aValue); // Output: 1
        System.out.println(bValue); // Output: 2
        System.out.println(cValue); // Output: 3
        System.out.println(dValue); // Output: 4
    }
}

在这个示例代码中，我们首先创建了一个HashMap对象，然后向其中添加了三对键值对。其中，第三个键”c”对应的值为null。

接着，我们通过computeIfAbsent()方法来获取各个键对应的值。对于键”a”和”b”，它们原本已经有对应的值了，所以计算函数不会被执行。而对于键”c”和”d”，它们原本没有对应的值，所以计算函数被执行了。从输出可以看出，这个方法的确可以根据指定的函数来计算键对应的值。

需要注意的是，当计算函数返回null时，computeIfAbsent()返回的值也为null。这一点可以从示例代码中的第二个计算函数看出。

HashMap computeIfAbsent()方法高级用法

在了解了computeIfAbsent()方法的基础用法后，我们再来看一下一些高级用法。

首先，我们可以通过Lambda表达式来定义计算函数。这种方式非常方便，可以使代码更加简洁。比如，我们可以定义一个计算函数，用于计算一个字符串出现的次数：

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("a", 1);
map.put("b", 2);
map.put("c", null);
map.computeIfAbsent("hello", k -> {
    int count = 0;
    for (String s : map.keySet()) {
        count += s.contains(k) ? 1 : 0;
       }
    return count;
});

在这个示例中，我们首先创建了一个HashMap对象。然后，我们通过computeIfAbsent()方法来计算字符串”hello”出现的次数。在计算函数中，我们遍历了HashMap中的所有键，并通过contains()方法来判断每个键是否包含”hello”子串。如果包含，则将计数器加1。最后，返回计数器的值。

其次，我们还可以使用computeIfAbsent()方法来解决一些复杂的问题。比如，假设我们有一个List列表，其中存储了一些元素。我们想要将这些元素按照首字母分组，并统计各个组中元素的数量。这个问题可以通过computeIfAbsent()方法来解决，代码如下：

List<String> list = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "avocado", "grape", "pear");
Map<Character, Integer> map = new HashMap<>();
list.forEach(s -> map.computeIfAbsent(s.charAt(0), k -> 0));
list.forEach(s -> map.computeIfPresent(s.charAt(0), (k, v) -> v + 1));
System.out.println(map); // Output: {a=2, b=2, g=1, o=1, p=1}

在这个示例中，我们首先创建了一个List对象，其中存储了一些字符串。然后，我们创建了一个HashMap对象，用于存储分组结果。接着，我们通过forEach()方法对List进行遍历，对于每个元素，我们通过computeIfAbsent()方法来保证其首字母在HashMap中存在，并初始化其值为0。

在保证所有首字母都存在的前提下，我们再次对List进行遍历，对于每个元素，我们通过computeIfPresent()方法来增加其对应键的值。最终，我们可以得到分组结果。

需要注意的是，这个示例中我们并没有使用computeIfAbsent()方法的返回值，而是只利用了这个方法来保证键存在。这种用法不是computeIfAbsent()方法的常规用法，但是在一些特定场景下十分实用。