项目方案:实现不自动去重的 Java Map

1. 项目背景

在 Java 编程中,Map 是一种常用的数据结构,它提供了键值对的存储和检索功能。然而,Java 中的 Map 实现类(如 HashMap 和 TreeMap)默认会自动去重,即相同的键只会保留一个值。但在某些场景下,我们需要保留相同键的多个值,这就需要实现一个不自动去重的 Java Map。

2. 项目目标

本项目的目标是实现一个自定义的 Java Map,该 Map 在存储键值对时不会自动去重,而是允许相同键存在多个值。同时,该 Map 需要提供常用的增删改查操作,并保证在多线程环境下的线程安全性。

3. 项目实现方案

3.1 思路概述

为了实现不自动去重的 Java Map,我们需要对 Java 的 Map 接口进行扩展,并实现自定义的 Map 类。具体实现方案如下:

  1. 定义一个新的接口 MultiValueMap,它继承自 Java 的 Map 接口,并添加了一些额外的方法用于处理多值情况,如 putAll(key, values)remove(key, value) 等。
  2. 实现自定义的 Map 类 MultiValueHashMap,它实现了 MultiValueMap 接口并提供了相应方法的具体实现。该类内部使用一个 HashMap 来存储键值对,但对于相同的键,它会使用一个 List 来保存多个值。
  3. MultiValueHashMap 类中,对于每个键的值列表,我们需要采用线程安全的数据结构(如 CopyOnWriteArrayList)来保证在多线程环境下的线程安全性。

3.2 代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

public interface MultiValueMap<K, V> extends Map<K, List<V>> {
    void putSingle(K key, V value);
    void putAll(K key, List<V> values);
    void remove(K key, V value);
    List<V> getAll(K key);
}

public class MultiValueHashMap<K, V> extends HashMap<K, List<V>> implements MultiValueMap<K, V> {
    @Override
    public void putSingle(K key, V value) {
        List<V> values = get(key);
        if (values == null) {
            values = new ArrayList<>();
            put(key, values);
        }
        values.add(value);
    }

    @Override
    public void putAll(K key, List<V> values) {
        List<V> existingValues = get(key);
        if (existingValues == null) {
            existingValues = new ArrayList<>();
            put(key, existingValues);
        }
        existingValues.addAll(values);
    }

    @Override
    public void remove(K key, V value) {
        List<V> values = get(key);
        if (values != null) {
            values.remove(value);
            if (values.isEmpty()) {
                remove(key);
            }
        }
    }

    @Override
    public List<V> getAll(K key) {
        return get(key);
    }
}

3.3 使用示例

MultiValueMap<String, String> map = new MultiValueHashMap<>();
map.putSingle("key", "value1");
map.putSingle("key", "value2");
map.putAll("key", Arrays.asList("value3", "value4"));

List<String> values = map.getAll("key");
System.out.println(values);  // 输出: [value1, value2, value3, value4]

map.remove("key", "value2");
System.out.println(map.getAll("key"));  // 输出: [value1, value3, value4]

4. 项目进度计划

以下是项目的甘特图,展示了各个任务的计划和时间安排。

gantt
    dateFormat YYYY-MM-DD
    title 项目进度计划
    section 项目准备
    定义需求: 2022-01-01, 2d
    设计方案: 2022-01-03, 3d
    section 代码实现
    实现 MultiValueMap 接口: 2022-01-06, 5d
    实现 MultiValueHashMap 类: 2022-01-12, 5d
    实现示例代码: 2022-01