EnumMap, преимущества и особенности
EnumMap — это специализированная реализация интерфейса Map, предназначенная для использования с перечислениями (enum) в качестве ключей. Она отличается высокой производительностью и эффективностью использования памяти по сравнению с другими реализациями Map.
Основные характеристики EnumMap
Ключи — только перечисления:
Ключами в EnumMap могут быть только перечисления (enum). Это означает, что EnumMap предназначена исключительно для использования с типами enum.
Эффективное использование памяти:
EnumMap реализована как массив, что позволяет ей быть более компактной и эффективной по сравнению с другими реализациями Map.
Высокая производительность:
Операции вставки, поиска и удаления имеют постоянное время выполнения (O(1)), что делает EnumMap очень быстрой.
Порядок ключей:
EnumMap хранит ключи в порядке их естественного порядка, определенного в перечислении.
Примеры использования EnumMap
Определение перечисления
Создание EnumMap
С использованием пустого конструктора:
С использованием другой карты:
Основные методы EnumMap
Метод put:
Метод get:
Метод remove:
Метод containsKey:
Метод size:
Метод clear:
Преимущества использования EnumMap
Производительность:
EnumMap реализована на основе массива, что делает доступ к элементам очень быстрым. Операции вставки, удаления и поиска имеют время выполнения O(1).
Эффективность использования памяти:
Поскольку EnumMap использует массив для хранения значений, она значительно экономит память по сравнению с другими реализациями Map, такими как HashMap.
Безопасность типов:
EnumMap использует перечисления в качестве ключей, что гарантирует безопасность типов и предотвращает ошибки, связанные с использованием неверных ключей.
Упорядоченность:
Ключи в EnumMap всегда упорядочены в порядке их определения в перечислении, что упрощает их использование и предсказуемость.
Ссылки на полезные статьи (спасибо авторам за проделанную работу) :
https://www.baeldung.com/java-enum-map
https://medium.com/@javatechie/java-enummap-e78c7cf0acbf
#Java #Training #Medium #EnumMap
EnumMap — это специализированная реализация интерфейса Map, предназначенная для использования с перечислениями (enum) в качестве ключей. Она отличается высокой производительностью и эффективностью использования памяти по сравнению с другими реализациями Map.
Основные характеристики EnumMap
Ключи — только перечисления:
Ключами в EnumMap могут быть только перечисления (enum). Это означает, что EnumMap предназначена исключительно для использования с типами enum.
Эффективное использование памяти:
EnumMap реализована как массив, что позволяет ей быть более компактной и эффективной по сравнению с другими реализациями Map.
Высокая производительность:
Операции вставки, поиска и удаления имеют постоянное время выполнения (O(1)), что делает EnumMap очень быстрой.
Порядок ключей:
EnumMap хранит ключи в порядке их естественного порядка, определенного в перечислении.
Примеры использования EnumMap
Определение перечисления
enum Color {
RED, GREEN, BLUE;
}Создание EnumMap
С использованием пустого конструктора:
EnumMap<Color, String> colorMap = new EnumMap<>(Color.class);
С использованием другой карты:
Map<Color, String> anotherMap = new HashMap<>();
anotherMap.put(Color.RED, "Red Color");
anotherMap.put(Color.GREEN, "Green Color");
EnumMap<Color, String> colorMap = new EnumMap<>(anotherMap);
Основные методы EnumMap
Метод put:
colorMap.put(Color.RED, "Red Color");
colorMap.put(Color.GREEN, "Green Color");
System.out.println(colorMap); // {RED=Red Color, GREEN=Green Color}
Метод get:
String color = colorMap.get(Color.RED);
System.out.println("Color for RED: " + color); // Color for RED: Red Color
Метод remove:
String removedColor = colorMap.remove(Color.GREEN);
System.out.println("Removed color: " + removedColor); // Removed color: Green Color
System.out.println(colorMap); // {RED=Red Color}
Метод containsKey:
boolean containsRed = colorMap.containsKey(Color.RED);
System.out.println("Contains RED: " + containsRed); // Contains RED: true
Метод size:
int size = colorMap.size();
System.out.println("Size of the map: " + size); // Size of the map: 1
Метод clear:
colorMap.clear();
System.out.println("Size after clear: " + colorMap.size()); // Size after clear: 0
Преимущества использования EnumMap
Производительность:
EnumMap реализована на основе массива, что делает доступ к элементам очень быстрым. Операции вставки, удаления и поиска имеют время выполнения O(1).
Эффективность использования памяти:
Поскольку EnumMap использует массив для хранения значений, она значительно экономит память по сравнению с другими реализациями Map, такими как HashMap.
Безопасность типов:
EnumMap использует перечисления в качестве ключей, что гарантирует безопасность типов и предотвращает ошибки, связанные с использованием неверных ключей.
Упорядоченность:
Ключи в EnumMap всегда упорядочены в порядке их определения в перечислении, что упрощает их использование и предсказуемость.
Ссылки на полезные статьи (спасибо авторам за проделанную работу) :
https://www.baeldung.com/java-enum-map
https://medium.com/@javatechie/java-enummap-e78c7cf0acbf
#Java #Training #Medium #EnumMap
Baeldung on Kotlin
A Guide to EnumMap | Baeldung
Learn why if you aren't yet using EnumMap, you should be.
Внутренняя структура EnumMap
EnumMap состоит из двух основных массивов: один для ключей и один для значений.
Массив ключей (keyUniverse):
Это массив всех возможных значений перечисления в том порядке, в котором они объявлены. Он создается один раз и используется для быстрого поиска индексов ключей.
keyUniverse инициализируется следующим образом:
Здесь keyType — это класс перечисления, переданный в конструктор EnumMap.
Массив значений (values):
Это массив значений, который соответствует ключам. Индекс значения в этом массиве соответствует индексу ключа в массиве keyUniverse.
Инициализация массива values:
Изначально все элементы массива values равны null.
Примеры использования EnumMap
Пример 1: Карта настроек цветов
Пример 2: Использование EnumMap в качестве счетчика
#Java #Training #Medium #EnumMap
EnumMap состоит из двух основных массивов: один для ключей и один для значений.
Массив ключей (keyUniverse):
Это массив всех возможных значений перечисления в том порядке, в котором они объявлены. Он создается один раз и используется для быстрого поиска индексов ключей.
private final Enum<?>[] keyUniverse;
keyUniverse инициализируется следующим образом:
keyUniverse = keyType.getEnumConstants();
Здесь keyType — это класс перечисления, переданный в конструктор EnumMap.
Массив значений (values):
Это массив значений, который соответствует ключам. Индекс значения в этом массиве соответствует индексу ключа в массиве keyUniverse.
private transient Object[] values;
Инициализация массива values:
values = new Object[keyUniverse.length];
Изначально все элементы массива values равны null.
Примеры использования EnumMap
Пример 1: Карта настроек цветов
enum Color {
RED, GREEN, BLUE;
}
public class EnumMapExample {
public static void main(String[] args) {
EnumMap<Color, String> colorMap = new EnumMap<>(Color.class);
colorMap.put(Color.RED, "Red Color");
colorMap.put(Color.GREEN, "Green Color");
colorMap.put(Color.BLUE, "Blue Color");
for (Color color : colorMap.keySet()) {
System.out.println(color + ": " + colorMap.get(color));
}
}
}Пример 2: Использование EnumMap в качестве счетчика
enum Day {
MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;
}
public class EnumMapCounter {
public static void main(String[] args) {
EnumMap<Day, Integer> dayCount = new EnumMap<>(Day.class);
// Инициализация счетчика для каждого дня недели
for (Day day : Day.values()) {
dayCount.put(day, 0);
}
// Увеличиваем счетчики для некоторых дней
dayCount.put(Day.MONDAY, dayCount.get(Day.MONDAY) + 1);
dayCount.put(Day.FRIDAY, dayCount.get(Day.FRIDAY) + 2);
dayCount.put(Day.SUNDAY, dayCount.get(Day.SUNDAY) + 3);
// Выводим результаты
for (Day day : dayCount.keySet()) {
System.out.println(day + ": " + dayCount.get(day));
}
}
}#Java #Training #Medium #EnumMap
Раздел 6. Коллекции в Java
Глава 5. Map — отображения (словари)
Реализации: HashMap, LinkedHashMap, TreeMap и остальные
JCF предоставляет богатый набор реализаций Map, каждая оптимизирована под конкретные нужды.
Все они реализуют Map<K, V>, но различаются по:
Хранению: Хэш-таблица (HashMap), связный список + хэш (LinkedHashMap), красно-черное дерево (TreeMap).
Порядку: Нет (HashMap), вставки (LinkedHashMap), сортировка по ключам (TreeMap).
Производительности: O(1) для хэш, O(log n) для дерево.
Дополнительно: Специальные для enum, слабых ссылок и т.д.
1. HashMap<K, V>: Основная реализация
Описание: HashMap — сердце Map в Java, основанная на хэш-таблице. Хранит пары в массиве "бакетов" (buckets), где каждый бакет — список узлов (node) с ключом, значением и хэш-кодом.
Внутренняя структура:
Массив Node<K,V>[] table (initial capacity 16, load factor 0.75).
При put: Вычисляет hash = key.hashCode() ^ (hash >>> 16) для равномерности.
Индекс бакета: hash & (table.length - 1).
Коллизия: LinkedList или Tree (с Java 8, если > 8 узлов — дерево для O(log n)).
Ресайз: При >75% заполнения — удваивает размер, перехэширует все элементы.
Big O:
put/get/remove/containsKey: O(1) средний, O(n) worst (плохие хэши).
Итерация: O(capacity).
Особенности:
Порядок: Нет (iteration order не гарантирован).
Null: Один null-ключ, несколько null-значений.
Thread-safe: Нет (ConcurrentModificationException при параллельном доступе).
Initial capacity/load factor: new HashMap<>(16, 0.75f) для оптимизации.
Нюансы и ловушки:
hashCode/equals: Критичны! Плохой hashCode — деградация до O(n). Изменение ключа после put — потеря элемента.
Ресайз: O(n) время, но редко.
Java 8+: Tree nodes для коллизий (>8 узлов).
Remove: Если null-ключ — специальная обработка.
Итерация: entrySet(), keySet(), values() — O(capacity), не size().
Пример кода:
2. LinkedHashMap<K, V>: HashMap с порядком
Описание: Расширение HashMap с двусвязным списком для сохранения порядка вставки (insertion-order) или доступа (access-order для LRU-кэша).
Внутренняя структура: HashMap + Entry с prev/next ссылками. Два режима: INSERTION_ORDER (default) или ACCESS_ORDER (constructor flag).
Big O: O(1) для put/get/remove, как HashMap.
Особенности:
Порядок: Вставки (по умолчанию) или доступа (get/put обновляет позицию).
Null: Да.
Thread-safe: Нет.
Нюансы:
LRU кэш: new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true) — access-order, removeEldestEntry для eviction.
Итерация: В порядке вставки/доступа.
Ресайз: Как HashMap, но сохраняет порядок.
Пример:
#Java #для_новичков #beginner #Map #HashMap #LinkedHashMap #TreeMap #Hashtable #IdentityHashMap #EnumMap #WeakHashMap
Глава 5. Map — отображения (словари)
Реализации: HashMap, LinkedHashMap, TreeMap и остальные
JCF предоставляет богатый набор реализаций Map, каждая оптимизирована под конкретные нужды.
Все они реализуют Map<K, V>, но различаются по:
Хранению: Хэш-таблица (HashMap), связный список + хэш (LinkedHashMap), красно-черное дерево (TreeMap).
Порядку: Нет (HashMap), вставки (LinkedHashMap), сортировка по ключам (TreeMap).
Производительности: O(1) для хэш, O(log n) для дерево.
Дополнительно: Специальные для enum, слабых ссылок и т.д.
1. HashMap<K, V>: Основная реализация
Описание: HashMap — сердце Map в Java, основанная на хэш-таблице. Хранит пары в массиве "бакетов" (buckets), где каждый бакет — список узлов (node) с ключом, значением и хэш-кодом.
Внутренняя структура:
Массив Node<K,V>[] table (initial capacity 16, load factor 0.75).
При put: Вычисляет hash = key.hashCode() ^ (hash >>> 16) для равномерности.
Индекс бакета: hash & (table.length - 1).
Коллизия: LinkedList или Tree (с Java 8, если > 8 узлов — дерево для O(log n)).
Ресайз: При >75% заполнения — удваивает размер, перехэширует все элементы.
Big O:
put/get/remove/containsKey: O(1) средний, O(n) worst (плохие хэши).
Итерация: O(capacity).
Особенности:
Порядок: Нет (iteration order не гарантирован).
Null: Один null-ключ, несколько null-значений.
Thread-safe: Нет (ConcurrentModificationException при параллельном доступе).
Initial capacity/load factor: new HashMap<>(16, 0.75f) для оптимизации.
Нюансы и ловушки:
hashCode/equals: Критичны! Плохой hashCode — деградация до O(n). Изменение ключа после put — потеря элемента.
Ресайз: O(n) время, но редко.
Java 8+: Tree nodes для коллизий (>8 узлов).
Remove: Если null-ключ — специальная обработка.
Итерация: entrySet(), keySet(), values() — O(capacity), не size().
Пример кода:
javaimport java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> ages = new HashMap<>();
ages.put("Алексей", 35);
ages.put("Мария", 28);
ages.put("Алексей", 36); // Перезапись
System.out.println(ages.get("Алексей")); // 36
ages.put(null, 0); // Null-ключ
System.out.println(ages.size()); // 3
// Итерация
for (Map.Entry<String, Integer> entry : ages.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
}
}
}
Когда использовать: 99% случаев — быстрый поиск/кэш (userId -> User).
2. LinkedHashMap<K, V>: HashMap с порядком
Описание: Расширение HashMap с двусвязным списком для сохранения порядка вставки (insertion-order) или доступа (access-order для LRU-кэша).
Внутренняя структура: HashMap + Entry с prev/next ссылками. Два режима: INSERTION_ORDER (default) или ACCESS_ORDER (constructor flag).
Big O: O(1) для put/get/remove, как HashMap.
Особенности:
Порядок: Вставки (по умолчанию) или доступа (get/put обновляет позицию).
Null: Да.
Thread-safe: Нет.
Нюансы:
LRU кэш: new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true) — access-order, removeEldestEntry для eviction.
Итерация: В порядке вставки/доступа.
Ресайз: Как HashMap, но сохраняет порядок.
Пример:
javaimport java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("A", 1);
map.put("B", 2);
map.put("A", 3); // Обновляет, но порядок сохраняется
for (String key : map.keySet()) {
System.out.println(key); // A, B — порядок вставки
}
// Access-order
Map<String, Integer> lru = new LinkedHashMap<>(16, 0.75f, true);
lru.put("A", 1);
lru.get("A"); // "A" перемещается в конец
}
}
Когда использовать: Кэш с порядком (LRU), когда нужен predictable iteration.
#Java #для_новичков #beginner #Map #HashMap #LinkedHashMap #TreeMap #Hashtable #IdentityHashMap #EnumMap #WeakHashMap
👍1
3. TreeMap<K, V>: Отсортированная Map
Описание: Реализация SortedMap<K, V> на красно-черном дереве (red-black tree). Ключи всегда отсортированы.
Внутренняя структура: Дерево узлов с left/right/child ссылками, цветом для баланса.
Big O: O(log n) для put/get/remove/containsKey.
Особенности:
Порядок: Сортировка по ключам (Comparable или Comparator).
Null-ключ: Нет (NPE).
Null-значение: Да.
Thread-safe: Нет.
Нюансы:
Comparator: new TreeMap<>(comparator) для custom сортировки.
Дополнительные методы: firstKey(), lastKey(), headMap(K to), tailMap(K from), subMap.
Custom ключи: Comparable<K> или Comparator.
Баланс: Автоматический, O(log n) гарантировано.
Пример:
Остальные реализации: Hashtable, IdentityHashMap, EnumMap, WeakHashMap
Hashtable<K, V> (устаревшая)
Описание: Первая Map в Java (1.0), synchronized версия HashMap.
Особенности: Thread-safe (synchronized методы), нет null, порядок нет.
Big O: O(1).
Нюансы: Медленнее HashMap (locks на каждый метод), legacy — используйте ConcurrentHashMap.
Когда: Только legacy код.
IdentityHashMap<K, V>
Описание: HashMap с == вместо equals/hashCode (по ссылке).
Особенности: Для объектов, где важна идентичность (graph algorithms).
Big O: O(1).
Нюансы: Load factor 0.5, double hash для коллизий.
Когда: Редко, для identity сравнения.
EnumMap<K extends Enum<K>, V>
Описание: Оптимизированная Map для enum ключей (массив вместо хэш).
Особенности: O(1), порядок enum, нет null-ключа.
Нюансы: Ключи — enum, values any.
Когда: State machines, enum configs.
WeakHashMap<K, V>
Описание: HashMap с weak keys (GC может удалить entry, если ключ недостижим).
Особенности: Для кэшей, где память критична.
Big O: O(1).
Нюансы: Values strong, cleanup не мгновенный.
Когда: Canonicalizing mappings (interning).
Полезные советы для новичков
HashMap 95% случаев: Начните с неё.
LinkedHashMap для кэша: removeEldestEntry для LRU.
TreeMap для сортировки: Comparator для reverse.
Custom ключи: IDE генерирует equals/hashCode.
Initial capacity: new HashMap<>(expectedSize) для избежания ресайза.
Ошибки: NPE в TreeMap с null-ключом; ClassCast в TreeMap без Comparable.
#Java #для_новичков #beginner #Map #HashMap #LinkedHashMap #TreeMap #Hashtable #IdentityHashMap #EnumMap #WeakHashMap
Описание: Реализация SortedMap<K, V> на красно-черном дереве (red-black tree). Ключи всегда отсортированы.
Внутренняя структура: Дерево узлов с left/right/child ссылками, цветом для баланса.
Big O: O(log n) для put/get/remove/containsKey.
Особенности:
Порядок: Сортировка по ключам (Comparable или Comparator).
Null-ключ: Нет (NPE).
Null-значение: Да.
Thread-safe: Нет.
Нюансы:
Comparator: new TreeMap<>(comparator) для custom сортировки.
Дополнительные методы: firstKey(), lastKey(), headMap(K to), tailMap(K from), subMap.
Custom ключи: Comparable<K> или Comparator.
Баланс: Автоматический, O(log n) гарантировано.
Пример:
javaimport java.util.TreeMap;
import java.util.Map;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<Integer, String> map = new TreeMap<>();
map.put(3, "Три");
map.put(1, "Один");
map.put(2, "Два");
for (Integer key : map.keySet()) {
System.out.println(key + ": " + map.get(key)); // 1: Один, 2: Два, 3: Три
}
System.out.println(map.firstKey()); // 1
}
}
Когда использовать: Отсортированные ключи (диапазонные запросы, алфавитный словарь).
Остальные реализации: Hashtable, IdentityHashMap, EnumMap, WeakHashMap
Hashtable<K, V> (устаревшая)
Описание: Первая Map в Java (1.0), synchronized версия HashMap.
Особенности: Thread-safe (synchronized методы), нет null, порядок нет.
Big O: O(1).
Нюансы: Медленнее HashMap (locks на каждый метод), legacy — используйте ConcurrentHashMap.
Когда: Только legacy код.
IdentityHashMap<K, V>
Описание: HashMap с == вместо equals/hashCode (по ссылке).
Особенности: Для объектов, где важна идентичность (graph algorithms).
Big O: O(1).
Нюансы: Load factor 0.5, double hash для коллизий.
Когда: Редко, для identity сравнения.
EnumMap<K extends Enum<K>, V>
Описание: Оптимизированная Map для enum ключей (массив вместо хэш).
Особенности: O(1), порядок enum, нет null-ключа.
Нюансы: Ключи — enum, values any.
Когда: State machines, enum configs.
WeakHashMap<K, V>
Описание: HashMap с weak keys (GC может удалить entry, если ключ недостижим).
Особенности: Для кэшей, где память критична.
Big O: O(1).
Нюансы: Values strong, cleanup не мгновенный.
Когда: Canonicalizing mappings (interning).
Полезные советы для новичков
HashMap 95% случаев: Начните с неё.
LinkedHashMap для кэша: removeEldestEntry для LRU.
TreeMap для сортировки: Comparator для reverse.
Custom ключи: IDE генерирует equals/hashCode.
Initial capacity: new HashMap<>(expectedSize) для избежания ресайза.
Ошибки: NPE в TreeMap с null-ключом; ClassCast в TreeMap без Comparable.
#Java #для_новичков #beginner #Map #HashMap #LinkedHashMap #TreeMap #Hashtable #IdentityHashMap #EnumMap #WeakHashMap
👍2