EnumMap 源码分析
2024-10-07 10:36:42
EnumMap
EnumMap 能解决什么问题？什么时候使用 EnumMap?
1）EnumMap【枚举映射】中的键值必须来自单个枚举。
2）EnumMap 根据枚举键的自然顺序来维护，迭代遍历是有序的。
3）不允许使用 null 键，允许使用 null 值，内部会进行 mask 处理。
4）EnumMap 的键和值都通过对象数组来存储，读写性能高。
如何使用 EnumMap?
1）对象间映射关系的键来自单个枚举时，可以使用 EnumMap。
使用 EnumMap 有什么风险？
1）键和值的长度是根据枚举类型的元素个数确定的，可能存在一定的内存浪费。
EnumMap 核心操作的实现原理？
- 创建实例
/**
* 枚举键的 Class 类型
*/
private final Class<K> keyType;
/**
* 枚举键的所有有效枚举值组成的数组
*/
private transient K[] keyUniverse;
/**
* 底层存储值的对象数组
*/
private transient Object[] vals;
/**
* 映射总数
*/
private transient int size = 0;
/**
* 通过指定的键枚举类型创建空的枚举映射
*/
public EnumMap(Class<K> keyType) {
this.keyType = keyType;
// 缓存所有的枚举值数组
keyUniverse = EnumMap.getKeyUniverse(keyType);
// 创建存储值的对象数组
vals = new Object[keyUniverse.length];
}
- 添加元素
private static final Object NULL = new Object() {
@Override
public int hashCode() {
return 0;
}
@Override
public String toString() {
return "java.util.EnumMap.NULL";
}
};
private Object maskNull(Object value) {
return value == null ? NULL : value;
}
@SuppressWarnings("unchecked")
private V unmaskNull(Object value) {
return (V)(value == NULL ? null : value);
}
/**
* 往枚举映射中添加元素
*/
@Override
public V put(K key, V value) {
typeCheck(key);
// 获取键的自然顺序
final int index = key.ordinal();
// 读取旧值
final Object oldValue = vals[index];
// 写入新值
vals[index] = maskNull(value);
// 如果之前为该 slot 为空
if (oldValue == null) {
// 则增加计数值
size++;
}
// 返回 旧值
return unmaskNull(oldValue);
}
- 读取元素
/**
* 根据目标键读取值
*/
@Override
public V get(Object key) {
/**
* 1）键合法则读取指定索引处的值，并 mask 后返回
* 2）键非法则返回 null
*/
return isValidKey(key) ?
unmaskNull(vals[((Enum<?>)key).ordinal()]) : null;
}
/**
* 校验键是否合法
*/
private boolean isValidKey(Object key) {
// 枚举映射的键不能为 null
if (key == null) {
return false;
}
// Cheaper than instanceof Enum followed by getDeclaringClass
// 校验键的类型是否合法
final Class<?> keyClass = key.getClass();
return keyClass == keyType || keyClass.getSuperclass() == keyType;
}
- 移除元素
/**
* 1）如果指定的枚举键存在，则移除并返回旧值
* 2）否则返回 null
*/
@Override
public V remove(Object key) {
// 1）键非法则返回 null
if (!isValidKey(key)) {
return null;
}
// 读取枚举键的自然顺序
final int index = ((Enum<?>)key).ordinal();
// 读取旧值
final Object oldValue = vals[index];
// 置空
vals[index] = null;
if (oldValue != null) {
// 如果存在旧值，则递减元素总个数
size--;
}
return unmaskNull(oldValue);
}
- 是否包含指定键
/**
* 枚举映射包含指定的键
*/
@Override
public boolean containsKey(Object key) {
// 键合法并且以目标键的自然顺序为索引，读取 vals 中的值不为 null
return isValidKey(key) && vals[((Enum<?>)key).ordinal()] != null;
}
- 是否包含指定值
/**
* 值数组中是否包含指定的值
*/
@Override
public boolean containsValue(Object value) {
value = maskNull(value);
for (final Object val : vals) {
if (value.equals(val)) {
return true;
}
}
return false;
}
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