使用字节数组作为Map键,您是否看到任何问题?我也可以这样做new String(byte[])
,String
但使用起来更简单byte[]
。
Answers:
问题是,byte[]
将对象标识用于equals
和hashCode
,因此
byte[] b1 = {1, 2, 3}
byte[] b2 = {1, 2, 3}
不会与匹配HashMap
。我看到三个选择:
String
,但随后必须注意编码问题(您需要确保字节->字符串->字节为您提供相同的字节)。List<Byte>
(在内存中可能会很昂贵)。hashCode
并equals
使用字节数组的内容。只要您只希望键的引用相等就可以了-数组不会以您想要的方式实现“值相等”。例如:
byte[] array1 = new byte[1];
byte[] array2 = new byte[1];
System.out.println(array1.equals(array2));
System.out.println(array1.hashCode());
System.out.println(array2.hashCode());
打印类似:
false
1671711
11394033
(实际数字无关紧要;它们不同的事实很重要。)
假设您实际上想要平等,我建议您创建自己的包装器,其中包含abyte[]
并适当地实现平等和哈希码生成:
public final class ByteArrayWrapper
{
private final byte[] data;
public ByteArrayWrapper(byte[] data)
{
if (data == null)
{
throw new NullPointerException();
}
this.data = data;
}
@Override
public boolean equals(Object other)
{
if (!(other instanceof ByteArrayWrapper))
{
return false;
}
return Arrays.equals(data, ((ByteArrayWrapper)other).data);
}
@Override
public int hashCode()
{
return Arrays.hashCode(data);
}
}
请注意,如果您在使用ByteArrayWrapper
,作为HashMap
(etc)中的键之后更改字节数组中的值,则将再次查找该键时会遇到问题...如果需要,可以在ByteArrayWrapper
构造函数中复制数据,但是如果您知道不会更改字节数组的内容,那显然会浪费性能。
编辑:如评论中所述,您也可以ByteBuffer
为此使用(特别是其ByteBuffer#wrap(byte[])
方法)。考虑到ByteBuffer
您不需要的所有额外功能,我不知道这是否真的正确,但这是一个选择。
我们可以为此使用ByteBuffer(这基本上是带有比较器的byte []包装器)
HashMap<ByteBuffer, byte[]> kvs = new HashMap<ByteBuffer, byte[]>();
byte[] k1 = new byte[]{1,2 ,3};
byte[] k2 = new byte[]{1,2 ,3};
byte[] val = new byte[]{12,23,43,4};
kvs.put(ByteBuffer.wrap(k1), val);
System.out.println(kvs.containsKey(ByteBuffer.wrap(k2)));
将打印
true
ByteBuffer.wrap(k1.clone())
对阵列进行防御性复制。如果没有,如果有人改变阵列,将会发生不好的事情。与字符串相比,在调试器中查看ByteBuffer具有许多内部状态,因此就内存开销而言,这似乎并不是一个轻量级的解决方案。
您可以使用java.math.BigInteger
。它有一个BigInteger(byte[] val)
构造函数。这是一种引用类型,因此可以用作哈希表的键。并且.equals()
和.hashCode()
被定义为相应的整数,这意味着BigInteger具有与byte []数组相同的相等语义。
{0,100}
和{100}
)不同的两个数组将给出相同的BigInteger
我很惊讶答案没有指出最简单的选择。
是的,不可能使用HashMap,但是没有人阻止您使用SortedMap作为替代。唯一的事情就是编写一个需要比较数组的比较器。它不像HashMap那样高效,但是如果您想要一个简单的替代方法,请执行以下操作(如果要隐藏实现,可以用Map替换SortedMap):
private SortedMap<int[], String> testMap = new TreeMap<>(new ArrayComparator());
private class ArrayComparator implements Comparator<int[]> {
@Override
public int compare(int[] o1, int[] o2) {
int result = 0;
int maxLength = Math.max(o1.length, o2.length);
for (int index = 0; index < maxLength; index++) {
int o1Value = index < o1.length ? o1[index] : 0;
int o2Value = index < o2.length ? o2[index] : 0;
int cmp = Integer.compare(o1Value, o2Value);
if (cmp != 0) {
result = cmp;
break;
}
}
return result;
}
}
可以针对其他数组调整此实现,您唯一需要了解的是相等的数组(=相等的长度和相等的成员)必须返回0,并且您具有确定的顺序
您应该使用创建诸如ByteArrKey和重载哈希码之类的类以及相等的方法,记住它们之间的约定。
这将为您提供更大的灵活性,因为您可以跳过字节数组末尾附加的0个条目,特别是如果您仅从另一个字节缓冲区中复制一部分。
这样,您将决定两个对象应如何相等。
我看到了问题,因为您应该使用Arrays.equals和Array.hashCode代替默认的数组实现
这是使用TreeMap,Comparator接口和Java方法java.util.Arrays.equals(byte [],byte []);的解决方案。
注意:地图中的排序与此方法无关
SortedMap<byte[], String> testMap = new TreeMap<>(new ArrayComparator());
static class ArrayComparator implements Comparator<byte[]> {
@Override
public int compare(byte[] byteArray1, byte[] byteArray2) {
int result = 0;
boolean areEquals = Arrays.equals(byteArray1, byteArray2);
if (!areEquals) {
result = -1;
}
return result;
}
}
此外,我们可以像这样创建自己的自定义ByteHashMap,
ByteHashMap byteMap = new ByteHashMap();
byteMap.put(keybyteArray,valueByteArray);
这是完整的实现
public class ByteHashMap implements Map<byte[], byte[]>, Cloneable,
Serializable {
private Map<ByteArrayWrapper, byte[]> internalMap = new HashMap<ByteArrayWrapper, byte[]>();
public void clear() {
internalMap.clear();
}
public boolean containsKey(Object key) {
if (key instanceof byte[])
return internalMap.containsKey(new ByteArrayWrapper((byte[]) key));
return internalMap.containsKey(key);
}
public boolean containsValue(Object value) {
return internalMap.containsValue(value);
}
public Set<java.util.Map.Entry<byte[], byte[]>> entrySet() {
Iterator<java.util.Map.Entry<ByteArrayWrapper, byte[]>> iterator = internalMap
.entrySet().iterator();
HashSet<Entry<byte[], byte[]>> hashSet = new HashSet<java.util.Map.Entry<byte[], byte[]>>();
while (iterator.hasNext()) {
Entry<ByteArrayWrapper, byte[]> entry = iterator.next();
hashSet.add(new ByteEntry(entry.getKey().data, entry
.getValue()));
}
return hashSet;
}
public byte[] get(Object key) {
if (key instanceof byte[])
return internalMap.get(new ByteArrayWrapper((byte[]) key));
return internalMap.get(key);
}
public boolean isEmpty() {
return internalMap.isEmpty();
}
public Set<byte[]> keySet() {
Set<byte[]> keySet = new HashSet<byte[]>();
Iterator<ByteArrayWrapper> iterator = internalMap.keySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
keySet.add(iterator.next().data);
}
return keySet;
}
public byte[] put(byte[] key, byte[] value) {
return internalMap.put(new ByteArrayWrapper(key), value);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public void putAll(Map<? extends byte[], ? extends byte[]> m) {
Iterator<?> iterator = m.entrySet().iterator();
while (iterator.hasNext()) {
Entry<? extends byte[], ? extends byte[]> next = (Entry<? extends byte[], ? extends byte[]>) iterator
.next();
internalMap.put(new ByteArrayWrapper(next.getKey()), next
.getValue());
}
}
public byte[] remove(Object key) {
if (key instanceof byte[])
return internalMap.remove(new ByteArrayWrapper((byte[]) key));
return internalMap.remove(key);
}
public int size() {
return internalMap.size();
}
public Collection<byte[]> values() {
return internalMap.values();
}
private final class ByteArrayWrapper {
private final byte[] data;
public ByteArrayWrapper(byte[] data) {
if (data == null) {
throw new NullPointerException();
}
this.data = data;
}
public boolean equals(Object other) {
if (!(other instanceof ByteArrayWrapper)) {
return false;
}
return Arrays.equals(data, ((ByteArrayWrapper) other).data);
}
public int hashCode() {
return Arrays.hashCode(data);
}
}
private final class ByteEntry implements Entry<byte[], byte[]> {
private byte[] value;
private byte[] key;
public ByteEntry(byte[] key, byte[] value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
public byte[] getKey() {
return this.key;
}
public byte[] getValue() {
return this.value;
}
public byte[] setValue(byte[] value) {
this.value = value;
return value;
}
}
}
其他答案还没有指出,并不是所有的byte[]
秘密都变成唯一的String
。我陷入了这个陷阱,new String(byteArray)
作为映射的键,却发现许多负字节被映射到同一字符串。这是一个证明该问题的测试:
@Test
public void testByteAsStringMap() throws Exception {
HashMap<String, byte[]> kvs = new HashMap<>();
IntStream.range(Byte.MIN_VALUE, Byte.MAX_VALUE).forEach(b->{
byte[] key = {(byte)b};
byte[] value = {(byte)b};
kvs.put(new String(key), value);
});
Assert.assertEquals(255, kvs.size());
}
它将抛出:
java.lang.AssertionError:预期的:255实际的:128
这样做是因为aString
是字符代码点的序列,并且从a进行的任何转换byte[]
都基于某种字节编码。在上述情况下,平台默认编码碰巧将许多负字节映射到同一字符。另一个事实String
是,它总是获取并提供其内部状态的副本。如果原始字节来自String
复制的,则将其包装为aString
以将其用作映射的键将获取第二个副本。这可能会产生很多可以避免的垃圾。
这里有一个很好的建议,建议使用java.nio.ByteBuffer
with ByteBuffer.wrap(b)
。这样做的问题byte[]
是可变的,并且不需要复制,因此您必须小心地对传递给您的任何数组进行防御性复制,ByteBuffer.wrap(b.clone())
否则地图的键将损坏。如果您ByteBuffer
在调试器中查看带有键的映射的结果,您会看到缓冲区具有许多内部引用,这些内部引用旨在跟踪每个缓冲区的读写操作。因此,这些对象比包装简单的对象要重得多String
。最后,即使一个字符串也拥有比所需更多的状态。在调试器中查看它时,它会将字符存储为两个字节的UTF16数组,还存储一个四字节的哈希码。
我的首选方法是让Lombok在编译时生成样板,以制作不存储其他状态的轻量级字节数组包装器:
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;
import lombok.ToString;
@ToString
@EqualsAndHashCode
@Data(staticConstructor="of")
class ByteSequence {
final byte[] bytes;
}
然后,它通过了检查所有可能的字节是否映射到唯一字符串的测试:
byte[] bytes(int b){
return new byte[]{(byte)b};
}
@Test
public void testByteSequenceAsMapKey() {
HashMap<ByteSequence, byte[]> kvs = new HashMap<>();
IntStream.range(Byte.MIN_VALUE, Byte.MAX_VALUE).forEach(b->{
byte[] key = {(byte)b};
byte[] value = {(byte)b};
kvs.put(ByteSequence.of(key), value);
});
Assert.assertEquals(255, kvs.size());
byte[] empty = {};
kvs.put(ByteSequence.of(empty), bytes(1));
Assert.assertArrayEquals(bytes(1), kvs.get(ByteSequence.of(empty)));
}
然后,您不必担心如何正确获取equals和hashcode逻辑,因为Lombok在此处提供了正确的方法,并Arrays.deepEquals
在https://projectlombok.org/features/EqualsAndHashCode中进行了说明。请注意,lombok不仅是运行时依赖项一个编译时依赖性,您可以将一个开源插件安装到您的IDE中,以便您的IDE“看到”所有生成的样板方法。
使用此实现,您仍然需要担心字节的可变性。如果有人通过了您byte[]
可能会被突变的,您应该使用进行防御性复制clone()
:
kvs.put(ByteSequence.of(key.clone()), value);