实现 Java 可重复 Key 且保持顺序的 Map
在 Java 中，如何设计一个可重复的 key 但保留插入顺序的 Map 是一个很常见的需求。标准的 HashMap 不能实现这一点，因为它不允许重复的 key，而 LinkedHashMap 只允许唯一的 key。所以，我们需要自己实现一个数据结构来完成这个需求。本文将详细介绍如何实现一个可重复 key 的 Map，并保持插入顺序。
设计流程
在开始编码之前，我们先确定一下设计思路。实现思路如下表所示：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 创建 Node 类用来存储 key 的值及下一个节点 |
| 2 | 创建 CustomMap 类来实现可重复 key 的功能 |
| 3 | 在 CustomMap 中实现插入和获取方法 |
| 4 | 编写测试用例验证实现的功能 |
步骤详解
步骤 1：创建 Node 类
首先，我们需要一个 Node 类来存储 key 及其对应的下一个 Node 的引用。这样可以避免重复 key 互相覆盖。
class Node {
String key; // 存储 key
Node next; // 指向下一个 Node 的引用
public Node(String key) {
this.key = key;
this.next = null;
}
}
步骤 2：创建 CustomMap 类
接下来，我们需要一个 CustomMap 类来实现我们的数据结构。这一类将管理多个 Node，并允许重复 key 的插入。
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
class CustomMap {
private List<Node> nodes; // 存储节点的列表
public CustomMap() {
nodes = new LinkedList<>(); // 初始化一个空的 LinkedList
}
}
步骤 3：实现插入和获取方法
在 CustomMap 类中，我们需要实现插入（put）和获取（get）的方法。
// 插入节点
public void put(String key) {
// 首先，创建一个新节点
Node newNode = new Node(key);
// 将新节点加入到 nodes 列表
nodes.add(newNode);
}
// 获取某个 key 所有的节点
public List<String> get(String key) {
List<String> result = new LinkedList<>(); // 创建一个空列表用来存储结果
for (Node node : nodes) { // 遍历所有节点
if (node.key.equals(key)) {
result.add(node.key); // 如果 key 匹配，则将该 key 加入结果列表
}
}
return result; // 返回结果
}
步骤 4：编写测试用例
现在我们已经实现了 CustomMap 的基本功能，下面我们编写一些测试用例来验证我们的实现是否符合预期。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
CustomMap customMap = new CustomMap();
// 插入重复的 key
customMap.put("apple");
customMap.put("banana");
customMap.put("apple"); // 重复插入
// 取出重复的 key
List<String> apples = customMap.get("apple");
System.out.println("Keys for 'apple': " + apples + " (Count: " + apples.size() + ")");
}
}
状态图示例
图示说明了在执行过程中的状态变化，我们使用 mermaid 语法展示：
stateDiagram
[*] --> CustomMapCreated
CustomMapCreated --> NodeCreated
NodeCreated --> KeyInserted
KeyInserted --> KeyRetrieved
KeyRetrieved --> [*]
结论
本文详细介绍了如何实现一个可重复 key 且保持顺序的 Map。在这个实现中，我们设计了一个 Node 类来存储每个 key 的信息，并使用 LinkedList 来保持插入顺序。通过 put 和 get 方法，用户可以高效地插入和获取重复的 key。这种实现方式虽然不如标准的数据结构高效，但它解决了特定场景下的需求。
希望这篇文章能够帮助你理解如何在 Java 中实现可重复 key 的 Map。如果你有任何问题或建议，请随时与我交流！
