在 Java 中创建 HashMap 副本 - 最有效的方法是什么？答案

【问题标题】：Create a HashMap copy in Java - What's the most efficient way?在 Java 中创建 HashMap 副本 - 最有效的方法是什么？
【发布时间】：2017-09-14 17:18:11
【问题描述】：

我有一个 HashMap 需要复制约 100 000 次，并且副本将单独扩展。由于 100 000 个副本很多（这不是我的代码中唯一一次发生这种情况），这目前是我实现中的一个主要瓶颈（事实上，它经常发生，占用了 45% 的运行时间，并且有不幸的是没有办法限制这个数字），所以我正在寻找最有效的方法来做到这一点。

我找到了以下选项来创建 HashMap 原始的浅表副本：

//1
 HashMap<T> map = (HashMap<T>) original.clone()

和

//2
HashMap<T> map = new HashMap<T>();
map.putAll(original);

和

//3
HashMap<T> map = new HashMap<T>(original);

根据您的经验，复制 HashMap 最有效的方法是什么？有没有我错过的选项（除了迭代原始版本，但我想这不是一个真正的选项）？

【问题讨论】：

尽量避免使用克隆方法...
我能问一下为什么需要 100,000 个 HashMap 副本吗？我无法想象有这种要求的场景
Flyweight pattern 可能对您的情况有所帮助。
您的副本是否会被修改？如果实际上有相当大的比例没有修改，那么您可能会受益于推迟复制，直到您真正需要它。有多种方法可以实现这一点，但我立即想到的方法都涉及在地图周围创建一个持有者或包装类。
我倾向于为持久数据结构找到一个库，它可以有效地支持这种操作。

标签： java hashmap copy clone

【解决方案1】：

1 - 这是最糟糕的。 2和3几乎一样。您正在使用 Map，它也被视为一个集合。为什么克隆是不好的做法，你可以在这里阅读：Why people are so afraid of using clone() (on collection and JDK classes)?

我会选择这个：

HashMap<T> map = new HashMap<T>(original);

，因为当 API 让您能够更优雅地编写它时 - 通常 API 会以最合适的方式处理幕后的其他事情。

【讨论】：

【解决方案2】：

考虑您是否真的需要副本。

您说“我只需要具有相同对象的地图，我可以单独添加其他对象而不影响其他地图”。考虑到这一点，您可以创建Map 的复合实现：

class MyCompositeMap<K, V> implements Map<K, V> {
  final Map<K, V> mapThatYouAddThingsTo;
  final Map<K, V> mapThatIsShared;
}

现在，您可以实现您的方法。例如：

您的containsKey 方法可以先检查mapThatYouAddThingsTo 以查看那里是否存在密钥；如果是，则返回来自mapThatYouAddThingsTo 的值。否则，它会检查mapThatIsShared。
put 方法只会将内容放入 mapThatYouAddThingsTo，而不会放入 mapThatIsShared。

实现中有一些棘手的方面（例如对keySet() 和entrySet() 中的键和值进行重复数据删除），但如果mapThatYouAddThingsTo 比mapThatIsShared 小得多，您将可以避免使用很多内存少。

【讨论】：

【解决方案3】：

您需要遍历这些项目。最简单的方法是流。我将地图的键设为字符串，并为您的“T”创建了一个“Pojo”类...

public void testMapCopy() {

    // build the orig map
    Map<String, Pojo> orig = new HashMap();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        orig.put("k" + i, new Pojo("v"+i));
    }

    // make a copy
    Map<String, Pojo> mapCopy = orig.entrySet().stream()
            .collect(Collectors.toMap(e -> e.getKey(), new Pojo(e.getValue().getValue())));

    // change orig
    Pojo pojo = orig.get("k0");
    pojo.setValue("v0-updated!"); 

    // check values
    System.out.println("orig k0: " + orig.get("k0").getValue());
    System.out.println("copy k0: " + mapCopy.get("k0").getValue());
}

简单的类来代表你的“T”

private class Pojo {

    private String value;

    public Pojo(String value) {
        this.value = value;
    }

    public void setValue(String value) {
        this.value = value;
    }

    public String getValue() {
        return value;
    }

}

【讨论】：

为什么要使用流而不是仅仅使用Map<String, Pojo> mapCopy = new HashSet<>(orig);？为什么要为String 定义包装器？
啊，谢谢。在回复您时，我注意到我没有复制该值。我认为他希望价值对象不一样。更新了我的回复，使其具有新的地图值值，并更新了 orig 中的 pojo。

【解决方案4】：

这是一个老问题，但我认为还有其他要提的。

如果您只想创建地图的浅表副本，那么最推荐使用选项 3。

但是，如果您需要复制定义为 HashMap<Integer, List<Item>> 的地图，但又希望在更改副本中的某些内容时原始地图保持不变。即，如果您从副本中的列表中删除某些内容，则原始列表中的值应保持不变。

对于这个深拷贝功能，我有两个解决方案。现在 Java 8 不提供本地实现。我们可以使用 Guava 或 Apache Commons Lang。但是我们可以找到一个解决方法来创建一个使用foreach 方法或Stream.collect() 方法创建新实例的方法。前者很简单，我们使用 foreach 来创建我们要复制的对象的新实例，在这种情况下为 List<T> 在此处查看泛型函数：

public static <T> HashMap<Integer, List<T>> deepCopy(HashMap<Integer, List<T>> original)
{
    HashMap<Integer, List<T>> copy = new HashMap<>();
    for (Map.Entry<Integer, List<T>> entry : original.entrySet()) {
        copy.put(entry.getKey(), new ArrayList<>(entry.getValue()));
    }

    return copy;
}

如果您不想处理泛型，那么我们将使用Stream.collect()。在这种情况下，我们使用流来提取数据并包装为地图并创建一个新实例

public static <T> Map<Integer, List<T>> deepCopyStream(Map<Integer, List<T>> original)
{
    return original
            .entrySet()
            .stream()
            .collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, valueMapper -> new ArrayList<>(valueMapper.getValue())));
}

注意

请注意，我没有将<K,V> 用于泛型，因为这不是正确的深拷贝方法，它适用于每个级别的嵌套克隆。这种方法基于我们有一个HashMap<Integer, List<Item>> 的想法，其中Item 类不包含需要克隆的属性。

【讨论】：