详解map.computeIfAbsent方法

在Java 8中，Map接口新增了一个非常实用的方法，即computeIfAbsent()方法。该方法的作用相当于“如果key对应的value不存在，则计算相应的value并put到map中”，是applyIfAbsent()方法的变体。在本文中，我们将从多个方面对该方法做详细的阐述。

一、基本用法

public V computeIfAbsent(K key, Function mappingFunction)

该方法的参数包含key和一个mappingFunction，mappingFunction是一个根据key计算相应value的函数。

下面是一个基本的示例代码：

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apple", 1);
map.put("banana", null);
map.computeIfAbsent("apple", k -> k.length()); // 值存在，不计算
map.computeIfAbsent("banana", k -> k.length()); // 值为null，计算值得长度3
map.computeIfAbsent("pear", k -> k.length());   // 值不存在，计算值得长度4
System.out.println(map); // 输出：{banana=3, pear=4, apple=1}

从上面的代码可以看出，apple已经存在，因此不计算value的值，而banana的value为null，需要根据其key计算value的长度为3。最后，由于pear的value不存在，需要根据其key计算value的长度为4。

二、踩坑实例

尽管computeIfAbsent()看起来非常简单易用，但是在使用的时候，我们也需要注意某些细节，否则可能会出现意想不到的结果。

1. 注意函数的空指针

Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("apple", "red");
map.computeIfAbsent("banana", String::toUpperCase);  // 函数无空指针问题
map.computeIfAbsent("orange", String::toUpperCase); // 函数中空指针，抛出NullPointerException异常
System.out.println(map);

在上面的代码中，我们传递了一个方法引用String::toUpperCase作为映射函数，但是当key为orange时，该方法会抛出一个NullPointerException异常。为了避免这个问题，可以把映射函数包装在一个方法中。

public String uppercase(String s) {
  return s != null ? s.toUpperCase() : null;
}
Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("apple", "red");
map.computeIfAbsent("banana", this::uppercase);  // 函数无空指针问题
map.computeIfAbsent("orange", this::uppercase); // 函数中空指针，返回null
System.out.println(map);

2. 注意函数的可重复使用性

Map<String, String> map = new HashMap<>();
String[] arr = new String[] { "apple", "banana" };
for (String s : arr) {
    map.computeIfAbsent(s, String::toUpperCase);
}
System.out.println(map); // 输出：{banana=BANANA, apple=APPLE}

在上面的代码中，我们在for循环中多次调用了String::toUpperCase方法，每次都new了一个新的Function实例。这不仅效率低下，而且也不符合computeIfAbsent()方法的设计初衷。为了优化这个问题，我们可以将方法引用封装在一个静态属性或者方法中。

public static final Function<String, String> TO_UPPER_CASE = String::toUpperCase;
Map<String, String> map = new HashMap<>();
String[] arr = new String[] { "apple", "banana" };
for (String s : arr) {
    map.computeIfAbsent(s, TO_UPPER_CASE);
}
System.out.println(map); // 输出：{banana=BANANA, apple=APPLE}

三、高级用法

1. 引用两个参数

如果映射函数需要用到Map的另一个参数，那么我们可以使用Lambda表达式引用它：

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apple", 1);
map.put("banana", null);
map.computeIfAbsent("banana", k -> k != null ? k.length() : 0);
map.computeIfAbsent("pear", k -> map.size() + k.length());
System.out.println(map); // 输出：{pear=8, banana=0, apple=1}

2. 使用Supplier作为参数

使用Supplier的好处在于仅当需要计算值时才会触发计算，这可以避免不必要的计算开销。下面是一个示例代码：

Map<String, String> map = new HashMap<>();
map.put("apple", "sweet");
map.computeIfAbsent("banana", () -> "sour");
map.computeIfAbsent("orange", () -> {
    System.out.println("computing...");
    return "fresh";
});
System.out.println(map); // 输出：{orange=fresh, banana=sour, apple=sweet}

从上面的代码可以看出，当key为banana时，我们并不需要计算value的值，而当key为orange时，此时才需要真正计算value的值，而不是在初始化时进行计算。此外，由于Supplier的返回值可以为null，这种方式也可以用来避免空指针异常。

3. 讲解compute()方法

与computeIfAbsent()方法类似，compute()方法也是Map接口新增的一个方法。它的作用是“如果key存在，则更新key对应的value，否则put一个新的key-value映射到Map中”。

下面是一个示例代码：

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("apple", 1);
map.compute("banana", (k, v) -> v == null ? 0 : v + 1);
map.compute("apple", (k, v) -> v == null ? 0 : v + 1);
System.out.println(map); // 输出：{banana=0, apple=2}

从上面的代码可以看出，当key为banana时，value不存在，因此put了一个新的key-value映射到Map中。而当key为apple时，对应的value为1，根据计算逻辑，更新后的value为2。

4. 实用的计数器

下面是使用compute()方法实现一个简单计数器的实例：

Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
String[] arr = new String[] { "apple", "banana", "banana", "pear", "pear", "pear" };
for (String s : arr) {
    map.compute(s, (k, v) -> v == null ? 1 : v + 1);
}
System.out.println(map); // 输出：{banana=2, pear=3, apple=1}

从上面的代码可以看出，我们根据数组arr遍历key，如果key已经存在，则更新其对应的value，否则put一个新的key-value映射到Map中。最终，我们得到了一个计数器map，其中key为数组arr中的元素，value为该元素在数组中出现的次数。

四、总结

本文介绍了Java 8中Map接口新增的一个非常实用的方法computeIfAbsent()。该方法和compute()方法一样，都能够在Map不存在指定key的情况下进行计算并put到Map中。同时，我们还通过一些示例代码，探讨了该方法的高级用法以及踩坑注意事项。希望本文能够帮助大家更好地理解和使用computeIfAbsent()方法。